Questão 105 Enem 2019 - dia 2 - Matemática e Ciências da Natureza

Questão 105

O Modelo Planetário do Átomo de Bohr

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

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.
e)	promoção dos eletróns que se encontram no estado fundamental de energia para níveis mais energéticos.

Resolução

Ao receberem energia da chama, elétrons desses cátions metálicos sofrem uma transição eletrônica passando de estados (ou níveis eletrônicos) menos energéticos para outros mais energéticos. Devido à instabilidade dos elétrons nos estados excitados (mais externos), após um breve intervalo de tempo eles retornam aos níveis menos energéticos (mais internos) liberando energia na forma de radiação eletromagnética (que, dependendo da sua frequência, pode pertencer à faixa visível do espectro eletromagnético - luz visível).

As diferentes cores (ou frequências) observadas para diferentes íons se devem às diferenças entre as energias dos níveis eletrônicos de cada substância.

A frequência da radiação emitida pode ser obtida pela equação

$\begin{array}{rcl} h \cdot f & = & |E_{F I N A L} - E_{I N I C I A L}| \\ f & = & \frac{|E_{F I N A L} - E_{I N I C I A L}|}{h} \end{array}$

onde $E_{F I N A L}$ e $E_{I N I C I A L}$ são as energias do elétron nos estados menos energético e mais energético, respectivamente, e h é a constante de Planck.

a) Incorreta. Nas mudanças de fases não ocorre emissão de radiação eletromagnética no intervalo do espectro corrrespondente à luz visível.

b) Incorreta. Os cátions metálicos são espécies que geralmente estão no seus estados de oxidação mais elevados, de tal forma as moléculas de oxigênio não conseguem oxidá-los por meio de uma reação de combustão.

c) Incorreta. De acordo com o modelo de Bohr, que explica os fenômenos de absorção e emissão de radiação eletromagnética, os elétrons movem-se ao redor do núcleo atômico em órbitas de energia bem definida, ou seja, a energia dos elétrons não varia em uma mesma órbita.

d) Correta. Conforme explicado no texto inicial.

e) Incorreta. A promoção de elétrons no estado fundamental para níveis mais energéticos com absorção de energia.