He e H são isoeletrônicos, ou seja, têm a mesma estrutura eletrônica, e seus espectros são semelhantes. A transição de
para
em He
envolve maior ou menor energia do que a transição correspondente em H? Explique.
Passo 1
Vamos resolver um problema sobre espectros de He⁺ e H, que são isoeletrônicos, ou seja, têm a mesma estrutura eletrônica. A questão pergunta se a transição de
para
em He⁺ envolve maior ou menor energia do que a transição correspondente em H. Para resolver isso, vamos precisar entender como calcular a energia das transições eletrônicas usando a fórmula de energia dos níveis de energia em átomos.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar a fórmula que nos dá a energia de um elétron em um átomo hidrogenoide, que é aplicável tanto para H quanto para He⁺. A fórmula é:
Aqui,
é a energia do nível
,
é o número atômico (para H,
; para He⁺,
),
é a constante de Rydberg para hidrogênio, e
é o número quântico principal do nível energético.
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia para a transição de
para
para cada um dos átomos.
Para H:
A energia da transição é
Para He⁺:
A energia da transição é
Passo 4
Observando os resultados, a energia da transição para He⁺ é
, enquanto para H é
. Isso significa que a transição em He⁺ envolve uma energia quatro vezes maior do que a transição correspondente em H.
Resposta
A transição de
para
em He⁺ envolve maior energia do que a transição correspondente em H, especificamente quatro vezes maior.