Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 1.A - Ex. 36
A expressão para a energia potencial de Coulomb é muito semelhante à expressão da energia potencial gravitacional geral, dada no Exercício A.35. Será que existe uma expressão semelhante a , a mudança de energia potencial quando um elétron muito afastado se aproxima até uma distância h pequena? Encontre a expressão da forma com uma expressão apropriada para g, usando o mesmo procedimento do Exercício A.35.
Passo 1
Muito bem galera, essa aqui é bem chatinha, mas vamos devagarzinho.
A fórmula para a Energia Potencial de Coulomb é dada por:
Vamos assumir que a distância r é dada pelo raio do átomo mais a distância até o elétron:
Na equação:
Vamos isolar o raio do átomo e reorganizar a equação:
Quando podemos usar a aproximação :
Então:
Lembrando que:
Então:
Fazendo a distributiva:
Se lembrarmos que a força de atração entre prótons e elétrons é dada por:
Então:
Assumindo que a energia potencial na superfície do átomo é dada por:
Substituímos:
Rearranjando:
Sendo assim, a diferença de energia potencial, do núcleo até uma distância h é dada por:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)