As lâmpadas de vapor de sódio emitem uma luz
amarelo-alaranjada, quase perfeitamente monocromática, de
comprimento de onda da ordem de 0,6 × 10-6 m. O consumo
eficiente de energia elétrica e a possibilidade de controle da
poluição visual nas cidades fazem com que a lâmpada de sódio
esteja entre as mais empregadas na iluminação pública. Sabe-se
que a emissão dessa luz característica está relacionada à estrutura
do átomo: quando um elétron cai de um estado excitado para um
estado de menor energia, ele libera essa diferença de energia E
como um fóton de frequência f = E / h, em que h é a constante de
Planck. Portanto, a radiação emitida está relacionada às
transições eletrônicas possíveis em cada átomo. A figura a seguir
mostra os níveis de energia dos elétrons no átomo de sódio
relacionados aos níveis eletrônicos s, p, d, f.
(AQUI TEM UMA FOTO QUE NÃO CONSIGUI COLOCAR, SE PUDER OLHE NA NET, PFR)
Considerando que a constante de Planck e a velocidade da luz sejam 4,0 × 10-15 eV⋅s e 3,0 × 108 m/s, respectivamente, qual(is) a(s) transição(ões) eletrônica(s) responsável(is) pelo brilho amarelo-alaranjado da lâmpada de sódio?
A As transições iniciadas no nível 4.
B As transições terminadas em p.
C A transição do nível 4p para o 4s.
D A transição do nível 3s para o 4s.
E A transição do nível 3p para o 3s.
Soluções para a tarefa
λ = 0,6 × 10⁻⁶ m
h = 4,0 × 10⁻¹⁵ eV ⋅ s
c = 3,0 × 10⁸ m/s
E = h · c = 4,0 × 10⁻¹⁵ eV ⋅ s · 3,0 × 10⁸ m/s = 2 eV
λ 0,6 × 10⁻⁶ m
₁₁Na ⇒ 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ 3p⁰ 3d⁰
A) As transições iniciadas no nível 4.
O átomo de sódio não preenche nenhum orbital do nível 4.
B) As transições terminadas em p.
Para uma transição terminar em p deve vir de um orbital de maior energia, que seria o orbital d. Mas o átomo de sódio não preenche orbitais d.
C) A transição do nível 4p para o 4s.
O átomo de sódio não preenche nenhum orbital do nível 4.
D) A transição do nível 3s para o 4s.
Se for possível um elétron transitar do orbital 3s para o orbital 4s, essa transição acontecerá com absorção de energia, e não com liberação como mostra o problema.
X) A transição do nível 3p para o 3s.
Observando o gráfico, vemos que do orbital 3p para o orbital 3s há liberação de 2eV. Por que liberação? Porque sai de um orbital mais energético para um orbital de menor energia.
