Um teste de laboratório permite identificar alguns cátions metálicos…
Gabarito: D
A questão aborda o fenômeno conhecido como teste de chama, que é fundamentado no modelo atômico de Niels Bohr. De acordo com os postulados desse modelo, os elétrons em um átomo orbitam o núcleo em níveis de energia específicos e quantizados. O processo de emissão de luz observado no teste de chama ocorre em duas etapas principais:
Enunciado
Um teste de laboratório permite identificar alguns cátions metálicos ao introduzir uma pequena quantidade do material de interesse em uma chama de bico de Bunsen para, em seguida, observar a cor da luz emitida. A cor observada é proveniente da emissão de radiação eletromagnética ao ocorrer a
Alternativas
- A)
mudança da fase sólida para a fase líquida do elemento metálico.
- B)
combustão dos cátions metálicos provocada pelas moléculas de oxigênio da atmosfera.
- C)
diminuição da energia cinética dos elétrons em uma mesma órbita na eletrosfera atômica.
- D)
transição eletrônica de um nível mais externo para outro mais interno na eletrosfera atômica.
Resposta correta - E)
promoção dos elétrons que se encontram no estado fundamental de energia para níveis mais energéticos.
Resolução comentada
GABARITO: D
A questão aborda o fenômeno conhecido como teste de chama, que é fundamentado no modelo atômico de Niels Bohr. De acordo com os postulados desse modelo, os elétrons em um átomo orbitam o núcleo em níveis de energia específicos e quantizados. O processo de emissão de luz observado no teste de chama ocorre em duas etapas principais:
- Excitação: Ao ser colocado na chama, o cátion metálico absorve energia térmica. Essa energia é transferida para os elétrons, que saltam de um nível de menor energia (mais interno) para um nível de maior energia (mais externo), atingindo um estado excitado.
- Emissão (Relaxação): Como o estado excitado é instável, o elétron tende a retornar para o seu nível original ou para um nível intermediário de menor energia. Ao realizar essa transição de um nível mais externo para um nível mais interno, o elétron libera a diferença de energia entre esses níveis na forma de radiação eletromagnética (fóton).
A frequência (e consequentemente a cor) da luz emitida é determinada pela equação de Planck-Einstein:
Como cada elemento possui uma estrutura eletrônica única, as diferenças de energia entre as camadas variam, resultando em cores características para cada metal.
Análise das alternativas:
- Incorreta. O aluno confunde o fenômeno de excitação eletrônica com uma mudança de estado físico (fusão). A emissão de luz visível não decorre da quebra do retículo cristalino sólido para o estado líquido, mas sim de transições internas nos átomos.
- Incorreta. O aluno interpreta erroneamente que a cor provém de uma reação química (combustão) com o oxigênio. No teste de chama, a chama do bico de Bunsen atua apenas como fonte de calor para a excitação física, e não como reagente para oxidar o metal, que geralmente já se encontra na forma de cátion estável.
- Incorreta. O aluno supõe que a energia é liberada pela variação da velocidade do elétron dentro de uma mesma órbita. Segundo Bohr, as órbitas são estados estacionários onde o elétron não emite energia; a radiação só é emitida na transição entre níveis de energia diferentes.
- Correta. A emissão de fótons (luz) ocorre exatamente quando o elétron retorna de um estado de maior energia (nível externo) para um de menor energia (nível interno).
- Incorreta. O aluno inverte a lógica do processo de emissão. A promoção de elétrons para níveis mais energéticos descreve a absorção de energia (processo endotérmico), enquanto a luz observada é o resultado da liberação dessa energia no caminho inverso.