Santa Casa 2025 — questão 70 de Física
Enunciado em texto
No modelo de átomo do hidrogênio proposto por Bohr, o elétron pode se encontrar somente em determinados níveis de energia, os quais estão representados na figura.
[Figura: diagrama de níveis de energia do hidrogênio, com as colunas n, E (eV) e Estado. n = 1: −13,6 eV, fundamental; n = 2: −3,4 eV, 1º excitado; n = 3: −1,5 eV, 2º excitado; n = 4: −0,85 eV, 3º excitado; acima, vários níveis cada vez mais próximos até n = ∞, com E = 0.]
(https://fap.if.usp.br.)
Considere que um elétron se encontre no estado fundamental de energia no átomo de hidrogênio. De acordo com o modelo de Bohr, a menor quantidade de energia necessária para remover esse elétron do átomo e a menor quantidade de energia necessária para excitá-lo são, respectivamente,
(A) 3,4 eV e 1,5 eV.
(B) 10,2 eV e 1,9 eV.
(C) 3,4 eV e 13,6 eV.
(D) 13,6 eV e 10,2 eV.
(E) 13,6 eV e 3,4 eV.
(Enunciado e figura: Vestibular Santa Casa 2025, Prova de Conhecimentos Gerais — FCMSCSP/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo (FCMSCSP) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: duas energias, a partir do estado fundamental (n = 1): a de ionização (arrancar o elétron) e a da menor excitação possível.
Passo 1 — remover o elétron. Arrancar o elétron é levá-lo de n = 1 até n = ∞, onde a energia é zero (elétron livre, em repouso). A energia necessária é a diferença:
Passo 2 — a menor excitação. No modelo de Bohr o elétron não pode ficar “entre” níveis: só absorve energia se for para outro nível permitido. A menor energia corresponde ao salto para o nível mais próximo, n = 2:
⚠️ A armadilha: ler o valor do nível como se fosse a energia do salto. O nível n = 2 vale −3,4 eV, mas a energia para chegar até ele a partir do fundamental é a diferença, 10,2 eV. Quem usa 3,4 eV marca a alternativa E. A alternativa B (1,9 eV) é o salto de n = 2 para n = 3, que não parte do estado fundamental.
A ideia em uma frase: energia de transição é sempre diferença entre níveis: até o zero (n = ∞) é ionização; até o nível vizinho é a menor excitação.
Resposta: alternativa D (13,6 eV e 10,2 eV).
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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