Um campo elétrico suficientemente forte pode fazer um átomo se tornar um íon positivo - isto é, fazer com que ele perca um ou mais elétrons. Explique como isso pode ocorrer. O que determina a intensidade mínima capaz de produzir esse efeito?

Passo 1

Vamos resumir o que o exercício está pedindo. A questão fala sobre como um campo elétrico forte pode transformar um átomo em um íon positivo, ou seja, fazer com que ele perca elétrons. Além disso, precisamos entender o que determina a intensidade mínima do campo elétrico necessária para que isso aconteça. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de física sobre campos elétricos e ionização dos átomos.

Passo 2

Primeiro, vamos entender como um campo elétrico pode transformar um átomo em íon positivo. Um átomo é composto por um núcleo com prótons e elétrons ao redor. Os elétrons estão presos ao núcleo devido à atração elétrica entre as cargas positiva do núcleo e as negativas dos elétrons. Quando aplicamos um campo elétrico externo bastante forte, ele pode exercer uma força significativa sobre os elétrons.

Passo 3

Com esse campo elétrico intenso, a energia fornecida pelo campo pode ser suficiente para que os elétrons consigam “escapar” da atração do núcleo. Isso acontece porque o campo elétrico reduz a barreira de potencial que mantém os elétrons ligados ao átomo. Basicamente, o campo elétrico fornece energia extra aos elétrons, permitindo que eles venham a sair do átomo, resultando na formação de um íon positivo.

Passo 4

Agora, vamos pensar sobre o que determina a intensidade mínima do campo elétrico necessária para causar essa ionização. A intensidade mínima depende da energia de ionização do átomo, que é a quantidade de energia necessária para remover um elétron do átomo. Quanto maior a energia de ionização, mais forte precisa ser o campo elétrico para fornecer essa energia extra aos elétrons.

Passo 5

Matematicamente, a intensidade do campo elétrico ( ) necessária para ionizar um átomo pode ser relacionada à energia de ionização ( ) e à distância média ( ) dos elétrons em relação ao núcleo pela fórmula:
Onde é a carga do elétron. Essa equação mostra que, para uma dada energia de ionização, quanto maior a distância dos elétrons do núcleo, menor pode ser o campo elétrico necessário para ionizá-los, e vice-versa.

Resposta

Um campo elétrico suficientemente forte pode fornecer energia extra aos elétrons de um átomo, permitindo que eles escapem da atração do núcleo e, assim, transformando o átomo em um íon positivo. A intensidade mínima do campo elétrico necessário para causar essa ionização é determinada pela energia de ionização do átomo e pela distância média dos elétrons em relação ao núcleo. Quanto maior a energia de ionização, mais forte precisa ser o campo elétrico para remover os elétrons.

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