Ατομικά Πρότυπα - Τροχιακά - Ασκήσεις: Ασκήσεις σχετικές με την απορρόφηση ή εκπομπή ακτινοβολίας από το άτομο - Aσκήσεις σχετικές με το ατομικό πρότυπο του Bohr

Οι ασκήσεις στο άρθρο αυτό προέρχονται από το βιβλίο «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» – Κ. Καλαματιανός.  Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου, αποσπάσματά του και τρόποι αγοράς δίνονται στον ιστότοπο  https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks

Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.  Διατίθεται επίσης στα εξής  βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων): Ιανός (Αθήνα – Θεσ/νικη), Κορφιάτης,  Γρηγόρη, Ελευθερουδάκης,  Πατάκης,  Αναστασάκης,  Βιβλιοχώρα.

Για απόσπασμα θεωρίας από το βιβλίο δες εδώ.  Για την πλήρη θεωρία της ενότητας και τις σχετικές ασκήσεις  δες το βιβλίο «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης».

1.   Τα φωτόνια μιας ακτινοβολίας έχουν ενέργεια 5,0 . 10^-16 J.  Υπολογίστε τα παρακάτω:   α) Το μήκος κύματος της ακτινοβολίας σε nm       β) Την συχνότητα της ακτινοβολίας σε Hz.

                Απάντηση: α) 0,4 nm  β) 7,5 . 10¹⁷ Hz

Ακολουθούμε την Μεθοδολογία #1 και την Μέθοδο Α στην σελίδα 25 του βιβλίου "Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης"

BHMA	ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ	ΣΗΜΕΙΩΣΗ
I	ΔΕΔΟΜΕΝΑ   Ε = 5,0 . 10-16  J 1nm = 10-9 m        h.c  = 2,0 . 10-25 J.m ΖΗΤΟΥΜΕΝΑ α) λ = ;     (nm)       β) ν =;
II	Ε = h.ν  (1)                  (Σχέση [1.3])  c = ν.λ  και ν = c/λ  (2)   (Σχέση [1.2])	Παρατηρούμε ότι έχουμε 2 εξισώσεις με 2 αγνώστους. Οι άγνωστοι είναι το ν και το λ (δίνονται με έντονη γραφή)
III	Εάν όπου ν στην (1) αντικαταστήσουμε την (2):  Ε = h.(c/λ) →  λ = h.c/E   (3)	Στην (3) έχουμε άγνωστο μόνο το λ
IV	λ = h.c/E = (2,0 . 10-25 J.m) / (5,0 . 10-16  J) =   = 4 . 10-10 m = 4 . 10-1 nm    ν = c/λ = (3 . 108 m.s-1) /(4 . 10-10 m) = 7,5. 1017 s-1	Eπομένως : α) λ  = 4 . 10-1 nm  β) ν = 7,5. 1017 s-1

2.        To έντονα κίτρινο φως που εκπέμπει μία λάμπα νατρίου στην φωταγώγηση δρόμων προέρχεται από μετάπτωση ηλεκτρονίων από την 3p υποστιβάδα στην 3s. Το μήκος κύματος του φωτός (ακτινοβολίας) είναι 590 nm. Ποια είναι η ενέργεια που δίνεται κατά την μετάπτωση αυτή σε kJ.mol^-1;

Απάντηση: 200 kJ.mol^-1

Ακολουθούμε την Μεθοδολογία #1 και την Μέθοδο Α στην σελίδα 25 του βιβλίου "Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης".

BHMA	ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ	ΣΗΜΕΙΩΣΗ
I	ΔΕΔΟΜΕΝΑ     Άτομο του Na σε διέγερση 3p → 3s μετάπτωση e-   λ = 590 nm = 5,9 . 10-7 m          1 nm = 10-9 m     h.c  = 2,0 . 10-25 J.m N = 6,022 . 1023 ΖΗΤΟΥΜΕΝΑ α) (Ε)mol = ;
II	Ε = h.ν  (1)                           (Σχέση [1.3])  c = ν.λ →  ν = c/λ  (2)          (Σχέση [1.2])	Παρατηρούμε ότι έχουμε 2 εξισώσεις με 2 αγνώστους. Οι άγνωστοι είναι το ν και το E (δίνονται με έντονη γραφή)
III	Εάν όπου ν στην (1) αντικαταστήσουμε την (2):  Ε = h.(c/λ)  (3)	Στην (3) έχουμε άγνωστο μόνο το E
IV	E = h.c/λ = 2,0 . 10-25 J.m / 5,89 . 10-7 m  = = 3,4 . 10-19 J (Ε)mol = N . E  =  6,022 . 1023 mol-1 . 3,4 . 10-19 J = = 2,0 . 105 J =  200 kJ.mol-1	1 Hz = 1 s-1  Eπομένως : α) ν = 5,1. 1014 Hz β) (Ε)mol  =  200 kJ.mol-1