M8
2.3. Espetro do átomo
de hidrogénio
Conteúdos
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
M8
Síntese de conteúdos
Diagrama de conteúdos
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
A introdução de níveis de energia para os eletrões pelo modelo atómico de
Bohr permitia explicar as riscas observáveis nos espetros atómicos de absorção
ou emissão de qualquer elemento, ao associar essas riscas à energia envolvida
nas transições do eletrão entre níveis.
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
A introdução de níveis de energia para os eletrões pelo modelo atómico de
Bohr permitia explicar as riscas observáveis nos espetros atómicos de absorção
ou emissão de qualquer elemento, ao associar essas riscas à energia envolvida
nas transições do eletrão entre níveis.
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
Bohr comprovou que, para o hidrogénio, a energia de um
qualquer nível de energia, n, pode ser determinada a partir
da equação:
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
n=1
n=2
n=3
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
n=1
𝐸1 =
2,18 × 10−18
−
12
 𝐸1 = −2,18 × 10−18 J
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
n=2
𝐸2 =
2,18 × 10−18
−
22
 𝐸2 = −5,45 × 10−19 J
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
n=1
Transição eletrónica do nível 1
para o nível 2
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
n=1
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
Série de Lyman
n=1
n=2
∆E = E2 – E1  ∆E = – 5,45  10–19 – (– 2,18  10–18)  ∆E = + 1,64  10–18 J
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
n=1
n=2
∆E = E2 – E1  ∆E = – 5,45  10–19 – (– 2,18  10–18)  ∆E = + 1,64  10–18 J
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
n=2
∆E = E2 – E1  ∆E = – 5,45  10–19 – (– 2,18  10–18)  ∆E = + 1,64  10–18 J
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
n=
n=3
n=2
n=1
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
Caso o espetro seja de absorção, a transição eletrónica do
estado fundamental (n = 1) para o primeiro estado excitado
(n = 2) obedecerá aos seguintes princípios:
n=
(1) Se a energia de cada quantum incidente sobre o hidrogénio
não for suficiente (∆E < E2 – E1  ∆E < 1,64  10–18 J) não
haverá transição eletrónica, a energia não é absorvida pelo
eletrão e nenhuma risca negra surgirá no espetro de
absorção.
n=3
n=2
(1)
X
n=1
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
Caso o espetro seja de absorção, a transição eletrónica do
estado fundamental (n = 1) para o primeiro estado excitado
(n = 2) obedecerá aos seguintes princípios:
n=
(2) Se a energia de cada quantum incidente sobre o hidrogénio
for exatamente igual a 1,64  10–18 J, o eletrão transita do
nível 1 para o nível 2, o átomo ficará excitado e uma risca
negra surgirá no espetro de absorção.
Da mesma forma, sempre que energia de cada quantum
incidente sobre o hidrogénio for exatamente igual à
diferença energética entre níveis, como, por exemplo,
3,03  10–19 J (n = 2 para n = 3) ou 1,94  10–18 J (n = 1 para
n = 3), uma risca negra surgirá no espetro de absorção.
n=3
n=2
(2)
(1)
(2)
X
n=1
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
Caso o espetro seja de absorção, a transição eletrónica do
estado fundamental (n = 1) para o primeiro estado excitado
(n = 2) obedecerá aos seguintes princípios:
n=
(3) Se a energia de cada quantum incidente sobre o hidrogénio
for igual à energia do estado fundamental (2,18  10–18 J),
o eletrão é extraído do átomo. Nesta situação o átomo fica
ionizado (transforma-se no catião H+).
n=3
n=2
(2)
(1)
(2)
(3)
X
n=1
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
Caso o espetro seja de absorção, a transição eletrónica do
estado fundamental (n = 1) para o primeiro estado excitado
(n = 2) obedecerá aos seguintes princípios:
Ec
(4) Se a energia fornecida ao átomo de H for superior ao valor
da energia de ionização (energia de remoção do eletrão do
nível n = 1 para fora do átomo), o átomo transforma-se em
ião e o eletrão fica com energia cinética (Ec).
n=
n=3
n=2
(2)
(1)
(2)
(3) (4)
X
n=1
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Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
n=2
Transição eletrónica do nível 2
para o nível 1
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
n=2
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
Série de Lyman
n=1
n=2
∆E = E1 – E2  ∆E = – 2,18  10–18 – (– 5,45  10–19 )  ∆E = – 1,64  10–18 J
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
n=1
n=2
∆E = E1 – E2  ∆E = – 2,18  10–18 – (– 5,45  10–19 )  ∆E = – 1,64  10–18 J
|∆E| = h    = 2,5  1015 Hz
2.3. Espetro do átomo de hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
n=1
1. Espetro
2.3.
Espetro
dodo
átomo
átomo
dede
hidrogénio
hidrogénio
Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
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Como aplicar o modelo de Bohr ao átomo de hidrogénio?
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Síntese de conteúdos
Para o átomo de hidrogénio, as riscas que caracterizam o espetro de emissão
correspondem a cinco séries espetrais principais, que se designam pelo nome
dos cientistas que as descobriram:
• Série de Lyman (transições eletrónicas de níveis superiores para n = 1;
emissão de luz UV);
• Série de Balmer (transições eletrónicas de níveis superiores para n = 2;
emissão de luz visível);
• Série de Paschen (transições eletrónicas de níveis superiores para n = 3;
emissão de luz IV);
• Série de Brackett (transições eletrónicas de níveis superiores para n = 4;
emissão de luz IV);
• Série de Pfund (transições eletrónicas de níveis superiores para n = 5;
emissão de luz IV).
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Síntese de conteúdos
Para o átomo de hidrogénio, a energia de um qualquer nível de energia, n,
pode ser determinada a partir da equação:
A energia envolvida na transição eletrónica entre níveis é determinada através
da expressão:
A energia do fotão tem sempre valor positivo.
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Diagrama de conteúdos
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