A energia de dissociação do LiCl é 4,86 eV e a distância de equilíbrio é de 0,202 nm. A afinidade eletrônica do cloro e a energia de ionização do lítio estão na tabela presente nos slides. a) Qual a energia potencial eletrostática na distância de equilíbrio?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado diz que a energia de dissociação do LiCl é 4,86 eV e a distância de equilíbrio é de 0,202 nm. Precisamos encontrar a energia potencial eletrostática nessa distância. Para resolver isso, vamos usar a lei de Coulomb, que nos ajuda a calcular a interação eletrostática entre cargas. Vamos precisar conhecer as cargas dos íons envolvidos e a constante eletrostática.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as cargas dos íons no LiCl. O lítio (Li) perde um elétron para se tornar Li⁺, e o cloro (Cl) ganha um elétron para se tornar Cl⁻. Então, as cargas são +e para Li⁺ e -e para Cl⁻, onde e é a carga elementar (≈ 1,602 × 10⁻¹⁹ C).

Passo 3

Agora, precisamos da constante eletrostática, , que é igual a . O valor de é aproximadamente ²².

Passo 4

A distância de equilíbrio 0,202 , nm = 0,202 times 10^-9 , m = 2,02 times 10^-10 , m é dada como 0,202 nm. Vamos converter isso para metros para manter as unidades consistentes:

Passo 5

Agora, vamos aplicar a lei de Coulomb para encontrar a energia potencial eletrostática U = ke q1 q2r :
U = ke (+e)(-e)r = -ke e^2r
Onde e , então:

Passo 6

Substituindo os valores conhecidos na fórmula:
U = -(8,988 times 10^9 , N·m²/C²) times (1,602 times 10^-19 , C)^22,02 times 10^-10 , m ²²

Passo 7

Vamos calcular o numerador (1,602 times 10^-19 , C)^2 = 2,566 times 10^-38 , C² :
²

Passo 8

Agora, dividimos pelo denominador 2,566 times 10^-38 , C²2,02 times 10^-10 , m = 1,271 times 10^-28 , C²/m :
²²

Passo 9

Multiplicando pelo U = -8,988 times 10^9 , N·m²/C² times 1,271 times 10^-28 , C²/m = -1,143 times 10^-18 , J :
²²²

Passo 10

Para facilitar a interpretação, vamos converter a energia de Joules para eV. Sabemos que U = -1,143 times 10^-18 , J1,602 times 10^-19 , J/eV approx -7,14 , eV :

Resposta

A energia potencial eletrostática na distância de equilíbrio é aproximadamente -7,14 eV.

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