Problema 4 · Química Selectividad Cataluña Juny Serie 2 2022

4. L'element potassi es troba a la natura com a catió potassi, que és indispensable per als éssers vius perquè participa en funcions biològiques importants.

a)

Expliqueu què és l'energia d'ionització i justifiqueu-ne el signe. Si l'energia d'ionització del potassi és de 418 kJ mol -1, calculeu l'energia mínima que ha de tenir un fotó per a poder ionitzar un àtom de potassi. Calculeu la freqüència associada a aquest fotó. Segons les dades de la taula següent, quines són les zones de l'espectre de la llum en què es podria ionitzar l'àtom de potassi? Raoneu la resposta.

[1,25 punts]

Longitud d'ona de l'espectre electromagnètic de la llum

λ (m)

10 2

10 0

10 -3

10 -6

10 -7 -10 -8

10 -9

10 -12

Zona espectral

ones de ràdio

microones

infraroja

visible

ultraviolada

raigs X

raigs γ

b)

El radi de l'àtom de potassi serà més gran o més petit que el radi del catió potassi? La segona energia d'ionització del potassi serà més gran o més petita que la primera energia d'ionització del potassi? Justifiqueu les respostes basant-vos en les configuracions electròniques i el model atòmic de càrregues elèctriques.

[1,25 punts]

DADES:

Nombre atòmic del potassi: $Z(\text{K}) = 19$.

Nombre d'Avogadro: $N_A = 6,02 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}$.

Velocitat de la llum en el buit: $c = 3,0 \times 10^8\text{ m s}^{-1}$.

Constant de Planck: $h = 6,63 \times 10^{-34}\text{ J s}$.