Questão 105 do ENEM 2019

2º dia · Ciências da Natureza

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

  1. A
    mudança da fase sólida para a fase líquida do elemento metálico.
  2. B
    combustão dos cátions metálicos provocada pelas moléculas de oxigênio da atmosfera.
  3. C
    diminuição da energia cinética dos elétrons em uma mesma órbita na eletrosfera atômica.
  4. D
    transição eletrônica de um nível mais externo para outro mais interno na eletrosfera atômica.
  5. E
    promoção dos elétrons que se encontram no estado fundamental de energia para níveis mais energéticos.
Resolução comentada

O teste de chama se baseia no modelo atômico de Bohr, em que os elétrons ocupam níveis de energia quantizados.

  1. Ao colocar o material na chama, os elétrons do cátion absorvem energia e passam do estado fundamental para níveis mais energéticos, ou seja, mais externos. Esse estado é excitado e instável.
  2. Os elétrons voltam espontaneamente para níveis mais internos, de menor energia.
  3. Nessa volta, a diferença de energia entre os níveis é liberada como radiação eletromagnética (um fóton), com E = h\nu.

Quando essa diferença de energia corresponde à faixa do visível, vemos uma cor. Como cada elemento tem níveis de energia próprios, a cor emitida é característica dele (sódio, amarelo; cobre, verde; e assim por diante).

Portanto, a luz observada vem da transição de um nível mais externo para outro mais interno, isto é, do retorno do elétron. A promoção ao nível superior (alternativa E) é a etapa anterior, na qual há absorção de energia, e não emissão.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana porque descreve uma etapa real do processo (a excitação), mas ela envolve absorção de energia, e a luz só é emitida no retorno ao nível interno.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aa fusão do metal é uma mudança de fase e não tem relação com a emissão de luz colorida pelos elétrons.
  • Bo teste não depende da combustão dos cátions; a cor vem de transições eletrônicas, não de reação com O2.
  • Celétrons em uma mesma órbita têm energia constante no modelo de Bohr; a emissão exige mudança de nível.
  • Ea promoção do elétron a níveis mais energéticos absorve energia; a emissão ocorre no retorno.

Assuntos: modelo atômico de Bohr, teste de chama, transição eletrônica.

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