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1.2. ENERGIA DOS ELETRÕES NOS ÁTOMOS
1.2.6. Energia de remoção eletrónica
UNIDADE I – Elementos químicos e sua organização
Física e química A - 10.º ano de escolaridade
Física e química | 10.º ano de escolaridade Docente: Marília Soares2
No final desta apresentação deverás ser capaz de:
Competências
• Indicar que a energia dos eletrões nos átomos inclui o efeito das atrações entre
os eletrões e o núcleo, por as suas cargas serem de sinais contrários, e das
repulsões entre os eletrões, por as suas cargas serem do mesmo sinal.
• Concluir, a partir de valores de energia de remoção eletrónica, obtidas por
espetroscopia fotoeletrónica, que átomos de elementos diferentes têm valores
diferentes da energia dos eletrões.
• Interpretar valores de energias de remoção eletrónica, obtidos por espetroscopia
fotoeletrónica, concluindo que os eletrões se podem distribuir por níveis de
energia e subníveis de energia.
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1.2.6. ENERGIA DE REMOÇÃO ELETRÓNICA
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ESPETROSCOPIA FOTOELETRÓNICA
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1.2.6. ENERGIA DE REMOÇÃO ELETRÓNICA
Estrutura eletrónica
Mais simples Mais complexa
Átomo de hidrogénio, só tem
um eletrão
Qualquer outro átomo
com mais do que um
eletrão
Devido às interações que surgem
entre os eletrões e entre estes e o
núcleo do átomo
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ESPETROSCOPIA FOTOELETRÓNICA
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1.2.6. ENERGIA DE REMOÇÃO ELETRÓNICA
+ -
-
Cada eletrão é atraído pelo
núcleo, pois as cargas elétricas de
ambos são de sinais contrários.
Cada eletrão é repelido pelo
outro eletrão, pois as cargas
elétricas de ambos são de sinais
iguais.
O efeito das atrações
(núcleo-eletrões) e das
repulsões (eletrão-eletrão)
influencia a energia do
eletrão no átomo
Os eletrões vão-se
distribuir por distintos
níveis de energia em
átomos de diferentes
elementos
Confere ao átomo,
de um elemento,
uma estrutura
eletrónica única
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ESPETROSCOPIA FOTOELETRÓNICA
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1.2.6. ENERGIA DE REMOÇÃO ELETRÓNICA
Espetroscopia fotoeletrónica – técnica
utilizada para determinar a energia de
cada eletrão num átomo – ou seja a
energia de remoção dos eletrões do
átomo
Nesta técnica faz-se incide nos átomos do elemento em estudo, uma radiação
com energia suficiente para remover um qualquer dos seus eletrões, ficando,
desta forma, o átomo ionizado, transformando-se num ião.
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ESPETROSCOPIA FOTOELETRÓNICA
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1.2.6. ENERGIA DE REMOÇÃO ELETRÓNICA
Para um átomo X, a remoção de um dos seus eletrões é descrita por
• A energia de cada fotão incidente deve exceder a energia mínima necessária para
a remoção desse eletrão;
• O excesso de energia do fotão é transferido para o eletrão ejetado sob a forma de
energia cinética.
• Se os eletrões tiverem energias diferentes, haverá tantos valores de energia de
remoção quantos os estados de energia para os eletrões.
egXgX )()(
Esquema dos
níveis de energia
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ESPETROSCOPIA FOTOELETRÓNICA
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1.2.6. ENERGIA DE REMOÇÃO ELETRÓNICA
Eletrões (num átomo)
Mais fáceis de remover
De níveis de energia mais
afastados do núcleo (níveis de
valência)
Sofrem menor atração pelo
núcleo
Mais difíceis de remover
Estão em níveis mais
próximos do núcleo
Sofrem maior atração pelo
núcleo
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ENERGIA DE REMOÇÃO
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1.2.6. ENERGIA DE REMOÇÃO ELETRÓNICA
• A ionização de um átomo ocorre quando, por absorção de energia, um ou mais dos seu
eletrões ficam livres simultaneamente, formando-se um catião.
• A energia mínima que um qualquer eletrão deve absorver para ser ejetados a partir de um
átomo (em condições que não são o meio gasoso a baixa temperatura) designa-se por
energia de remoção
Átomos de elementos diferentes têm valores diferentes de energia dos eletrões; diferentes
valores de energia de remoção eletrónica.
E fotão incidente = E remoção eletrónica + E cinética do eletrão ejetado
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ENERGIA DE REMOÇÃO
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1.2.6. ENERGIA DE REMOÇÃO ELETRÓNICA
• O conhecimento destes valores de energia de remoção permitem conhecer a energia do
estado energético onde se encontra o eletrão;
• Energia do eletrão livre é nula.
• Energia do eletrão no átomo é
inferior a zero, e está bem definida
O eletrão terá que absorver uma radiação
com energia simétrica à que o eletrão
possui no nível em que se encontra, para
que possa ser removido do átomo.
E remoção eletrónica = - E do eletrão no átomo
Esquema das energias de remoção máxima e mínima
Quanto maior a Eremoção, menor a Edo eletrão no átomo;
o eletrão está mais afastado do núcleo;
Quanto menor a Eremoção, maior a Edo eletrão no átomo;
o eletrão está mais próximo do núcleo;
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ENERGIA DE REMOÇÃO
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1.2.6. ENERGIA DE REMOÇÃO ELETRÓNICA
Da espetroscopia fotoeletrónica resulta um gráfico no qual está representado o número de
eletrões ejetados em função da energia necessária à sua remoção ( ou energia cinética com que
são ejetados)
Espetro fotoeletrónico:
Por análise da posição e altura dos picos permite saber:
• As energias relativas dos subníveis eletrónicos ocupados;
• Os números relativos de eletrões em cada subnível.
Espetros fotoeletrónicos de alguns elementos químicos
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ESPETROSCOPIA FOTOELETRÓNICA
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Exercício resolvido
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ESPETROSCOPIA FOTOELETRÓNICA
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Exercício proposto
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ESPETROSCOPIA FOTOELETRÓNICA
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