Massa Molar e Espectros Electromagnéticos

A massa molar de uma substância corresponde à massa de 1 mol dessa substância. É calculada pela fórmula M = m/n, onde M é a massa molar em g/mol, m é a massa em gramas e n é a quantidade de matéria em moles.

O espectro electromagnético organiza as radiações por ordem crescente de energia: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelhas, luz visível, ultravioleta, raios X e raios gama. A radiação electromagnética é constituída por partículas chamadas fotões.

Para calcular a energia de um fotão, usamos a equação E = h × f, onde h é a constante de Planck $6,63 × 10^-34 J·s$ e f é a frequência da radiação em Hz. A energia total de uma radiação é o produto da energia de um fotão pelo número de fotões.

💡 Dica prática: Lembra-te que quanto maior a frequência da radiação, maior a energia do fotão. Esta relação é fundamental para compreender fenómenos como o efeito fotoelétrico!

Os espectros atómicos podem ser contínuos (sem riscas/falhas, como o arco-íris) ou descontínuos (de riscas). Nos espectros de absorção, o átomo ganha energia, resultando em cores com riscas pretas. Nos espectros de emissão, o átomo perde energia, produzindo um fundo preto com riscas coloridas.

Energia Eletrónica e Espectroscopia

Nos átomos polieletrónicos (com vários eletrões), a energia dos eletrões depende de dois fatores principais: a proximidade ao núcleo (quanto mais próximo, menor a energia) e a repulsão entre eletrões (quanto maior a repulsão, maior a energia).

A energia de remoção eletrónica é a energia mínima necessária para remover um eletrão de um determinado nível de energia. É igual ao simétrico do valor de energia do nível. Por exemplo, no átomo de hidrogénio, E$n=1$ = -2,18 × 10^-18 J, logo a energia de remoção eletrónica é 2,18 × 10^-18 J.

Num átomo, quanto mais próximo do núcleo estiver um eletrão, maior será a sua energia de remoção eletrónica. No entanto, estes eletrões são menos energéticos (têm menor energia).

⚠️ Atenção: Não confundas energia de um eletrão com energia de remoção! Eletrões mais próximos do núcleo têm menor energia, mas precisam de mais energia para serem removidos.

A espectroscopia fotoeletrónica é o processo através do qual se determina experimentalmente as energias de remoção eletrónica de um elemento químico. Este método permite-nos visualizar a distribuição de eletrões pelos diferentes níveis e subníveis energéticos, identificando mudanças de níveis energéticos.

Configuração Eletrónica em Estados Excitados

Num átomo, podemos ter a configuração eletrónica no estado fundamental (mais estável) ou em estados excitados. Por exemplo, o carbono (6C) no estado fundamental tem configuração 1s² 2s² 2px¹ 2py¹, mas pode passar ao estado excitado.

Quando um átomo recebe energia, um ou mais eletrões podem saltar para níveis energéticos mais elevados, criando um estado excitado. No caso do carbono, um possível estado excitado seria 1s² 2s¹ 2px¹ 2py¹ 3s¹.

É importante notar que, mesmo no estado excitado, o número total de eletrões deve permanecer constante. Para o carbono, devemos sempre ter 6 eletrões na configuração, independentemente de como estejam distribuídos.

🔍 Nota importante: Os estados excitados são instáveis e temporários. Os eletrões tendem a regressar ao estado fundamental, libertando energia na forma de radiação eletromagnética.