A energia de ionização
de
é
e a eletroafinidade da molécula de
é
.
(a) Determine a energia necessária para converter um átomo de K e uma molécula de
para as espécies ionizadas
e
no limite de separação infinita.
(b) Determine a separação para a qual a energia de atração das espécies ionizadas no vácuo é igual à energia requerida para formá-los a partir dos sistemas neutros.
(a) Determine a energia necessária para converter um átomo de K e uma molécula de
(b) Determine a separação para a qual a energia de atração das espécies ionizadas no vácuo é igual à energia requerida para formá-los a partir dos sistemas neutros.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado fala sobre energia de ionização e eletronegatividade, que fazem parte do conteúdo de Química, especificamente de Termoquímica e Estrutura Atômica. Para resolver, vamos precisar entender o que cada termo significa e como calcular a energia necessária para formar íons a partir de átomos e moléculas neutras.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que é energia de ionização. A energia de ionização é a energia necessária para remover um elétron de um átomo ou molécula no estado gasoso, formando um íon positivo. No caso, a energia de ionização do potássio (K) é dada como $ E_{1} = 419 , kJ/mol $.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre eletronegatividade. A eletronegatividade, ou mais precisamente a eletronegatividade eletrônica, é a energia liberada quando um elétron é adicionado a um átomo ou molécula no estado gasoso, formando um íon negativo. Aqui, a eletroafinidade da molécula de $ \mathrm{Br}_{2} $ é $ 245 , kJ/mol $.
Passo 4
O exercício pede para determinar a energia necessária para converter um átomo de K e uma molécula de $ \mathrm{Br}{2} $ para $ \mathrm{K}^{+} $ e $ \mathrm{Br}{2}^{-} $ no limite de separação infinita. Isso significa que queremos a energia total envolvida nesse processo de ionização e eletronegatividade.
Passo 5
Para isso, vamos calcular a energia necessária para ionizar o potássio e a energia liberada ao adicionar um elétron à molécula de $ \mathrm{Br}{2} $. A energia total necessária será a soma da energia de ionização do K menos a eletronegatividade da $ \mathrm{Br}{2} $.
Passo 6
Vamos calcular:
Substituindo os valores:
Resposta
A energia necessária para converter um átomo de K e uma molécula de $ \mathrm{Br}{2} $ para $ \mathrm{K}^{+} $ e $ \mathrm{Br}{2}^{-} $ no limite de separação infinita é de 174 kJ/mol.