FMABC 2021 — questão 60 de Física
Enunciado em texto
Em 1913, Niels Bohr propôs um modelo para o átomo de hidrogênio no qual o elétron só poderia ocupar determinadas órbitas ao redor do núcleo. Um dos êxitos desse modelo foi a explicação do espectro de emissão de radiação desse átomo, parte dele mostrado na figura.
[Figura: faixa escura com linhas coloridas finas e separadas; abaixo, um eixo de comprimento de onda com marcas em 400 nm (à esquerda) e 700 nm (à direita). Há duas linhas violeta perto de 400 nm, uma azul-violeta um pouco adiante, uma azul-esverdeada perto de 490 nm e uma vermelha perto de 650 nm.]
(https://thecuriousastronomer.wordpress.com. Adaptado.)
Segundo Bohr, cada linha do espectro corresponde à radiação emitida pelo átomo quando o elétron
(A) transita de uma órbita de menor energia para outra de maior energia.
(B) é ejetado do átomo, a partir de uma das órbitas possíveis.
(C) transita de uma das órbitas possíveis para a órbita de menor energia.
(D) transita de uma órbita de maior energia para outra de menor energia.
(E) ocupa uma das órbitas possíveis.
(Enunciado e figura: Vestibular FMABC 2021, Medicina, Prova de Conhecimentos Gerais — FMABC/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário FMABC e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o que, no modelo de Bohr, produz cada linha de um espectro de emissão.
Passo 1 — os postulados de Bohr. Numa órbita permitida (estado estacionário), o elétron não emite radiação. O átomo só emite ou absorve energia quando o elétron muda de órbita, e a energia do fóton é exatamente a diferença entre as energias das órbitas:
Passo 2 — emissão é descida. Para o átomo emitir um fóton, ele precisa perder energia: o elétron passa de uma órbita de maior energia para uma de menor energia. Como os níveis são discretos, as diferenças possíveis também são, e cada uma dá uma frequência (uma cor) bem definida: uma linha do espectro.
Por que não as outras:
• (A): subir de órbita exige receber energia; isso é absorção, não emissão;
• (B): arrancar o elétron é ionização, que também exige energia;
• (C): ir para a órbita de menor energia (o estado fundamental) emite, sim, mas é só um caso. A série das linhas visíveis do hidrogênio (série de Balmer, a da figura) termina no segundo nível, não no fundamental. A alternativa (C) não descreve “cada linha”;
• (E): parado numa órbita permitida, o elétron não emite nada; esse é justamente o postulado central de Bohr.
⚠️ A armadilha: marcar C, achando que toda emissão termina no nível fundamental. As linhas visíveis da figura vêm de quedas para o nível 2; a regra geral é só “de maior para menor energia”.
A ideia em uma frase: no modelo de Bohr, cada linha de emissão é um fóton com energia igual à diferença entre duas órbitas, emitido quando o elétron desce de nível.
Resposta: alternativa D (transita de uma órbita de maior energia para outra de menor energia).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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