PAU Química 2022 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 6

6. La taula següent proporciona algunes dades sobre l’energia d’ionització dels elements liti i beriŀli: Liti Beriŀli Primera energia d’ionització (eV àtom–1) 5,4 9,3 Segona energia d’ionització (eV àtom–1) 75,2 18,2 a) Indiqueu, a partir dels càlculs necessaris, si en fer incidir llum visible sobre àtoms de liti gasós en estat fonamental en provocaríem la ionització. [1,25 punts] b) Per què la primera energia d’ionització del beriŀli és més gran que la del liti? Per què la diferència entre la segona energia d’ionització i la primera és molt més gran en el liti que en el beriŀli? Justifiqueu les respostes a partir de les configuracions electròniques i el model atòmic de càrregues elèctriques. [1,25 punts] Dades:  Nombres atòmics: Z(Li) = 3; Z(Be) = 4. Constant de Planck: h = 6,63 × 10–34 J s. Velocitat de la llum en el buit: c = 3,0 × 108 m s–1. Radiació electromagnètica visible: longitud d’ona entre 400 nm i 750 nm. 1 eV = 1,60 × 10–19 J. 1 nm = 10–9 m.

Pregunta 6a Indicar si en incidir llum visible sobre àtoms de liti gasós en estat fonamental es provoca la seva ionització Raonament 1 Partim de la λ de la llum visible (mínima i màxima, o només de la mínima), i calculem la seva energia. Comparem aquests valors (o només el valor de l’energia associada a la λ mínima) amb l’energia necessària per ionitzar un àtom de Li. Equació de Planck: E = h ν [0,20 punts] ν = c / λ [0,15 punts]  E = h c / λ Llum visible (400 – 750 nm): 400 nm  E = 6,63x10-34 x 3,0x108 / [400 nm x (10-9 m / 1 nm)] = 4,97x10-19 J E = 4,97x10-19 J x (1 eV / 1,6x10-19 J) = 3,11 e V [0,40 punts] Opcional 750 nm  E = 6,63·10-34 x 3,0x108 / [750 nm x (10-9 m / 1 nm)] = 2,65x10-19 J E = 2,65x10-19 J x (1 eV / 1,6x10-19 J) = 1,66 e V L’energia per ionitzar el liti (primera energia d’ionització) és de 5,04 eV. L’energia màxima de la llum visible és de 3,11 eV (interval 1,66 – 3,11 eV), inferior al valor que necessitem per ionitzar el liti gasós. Per tant, la llum visible no […]