PAU Química 2018 · Setembre · Sèrie 3 · Exercici 5

5. La primera vegada que es va identificar l’heli va ser quan es va poder observar una línia groga lluent en l’espectre d’emissió d’un eclipsi solar. Posteriorment, es va aïllar heli a la Terra tractant un mineral, la cleveïta, i es va identificar l’emissió d’una línia groga amb una energia de 3,37 × 10–19 J, que es corresponia amb la línia observada en l’espectre solar. a) Calculeu la freqüència i la longitud d’ona d’un fotó de la línia d’emissió identificada per a l’heli. [1 punt] b) La figura següent representa el diagrama d’energies dels orbitals atòmics de l’heli; les fletxes indiquen unes quantes transicions electròniques d’emissió permeses segons l’espectroscòpia. Identifiqueu la transició electrònica corresponent a la línia groga d’emissió de l’heli i indiqueu a quin salt electrònic correspon. Definiu el terme orbital atòmic segons el model ondulatori de l’àtom i escriviu la configuració electrònica de l’heli abans i des­ prés del salt electrònic. [1 punt] Dades:  Constant de Planck: h = 6,63 × 10–34 J s. Velocitat de la llum en el buit: c = 3,00 × 108 m s–1. Nombre atòmic (Z): Z(He) = 2.

Pregunta 5a A partir de l’equació de Planck, relacionarem l’energia de la radiació amb la freqüència () o la longitud d’ona () Equació de Planck: E = h  [0,2 p] Freqüència  = E / h = 3,37x10-19 / 6,63x10-34 Freqüència = 5,083x1014 s-1 (o Hz) [0,3 p]  Si no posen unitats (o estan malament) es descomptaran 0,1 p. Longitud d’ona: λ = c / ν (o λ = h c / E) [0,2 p] λ = c /  = 3,00x108 / 5,083x1014 Longitud d’ona = 5,90x107 m [0,3 p]  Si no posen unitats (o estan malament) es descomptaran 0,1 p. Pregunta 5b Identificació de la transició electrònica [0,4 p] L’energia de la transició és 3,37x10-19 J. Aquest valor d’energia és la diferència entre dos nivells d’energia (dos orbitals). A partir de la figura podem concloure que la transició és de l’orbital 2p a l’orbital 1s (les altres transicions donarien valors d’energia més alts o força més baixos) Definició d’orbital atòmic [0,2 p] Un orbital atòmic, segons el model ondulatori de l’àtom, és una funció d’ona que ens descriu una regió de […]