Problema 2 · Química Selectividad Cataluña Setembre Serie 3 2024

El nom de l'heli prové del grec helios, que significa 'Sol', ja que aquest element va ser detectat primer al Sol que a la Terra. L'any 1868 l'astrònom francès Jules Janssen va observar, durant un eclipsi solar, una línia espectral a $587{,}49\text{ nm}$ d'un element desconegut fins llavors a la Terra. A la taula següent es mostren les dades dels valors d'energia simplificats dels orbitals de l'àtom d'heli.

Orbital · Energia (eV)

3d · 23,20

3p · 23,04

3s · 22,81

2p · 21,08

2s · 20,20

1s · 0

a)

Calculeu a quina transició electrònica des de l'orbital 3d correspon la línia espectral observada per Janssen. Quina freqüència hauria de tenir una radiació per a excitar un electró d'heli des de l'estat fonamental fins a l'orbital 3s? [1,25 punts]

b)

Quines són i com s'enuncien les bases fonamentals del model atòmic mecanicoquàntic actual? Expliqueu què és un orbital atòmic segons el model mecanicoquàntic. Digueu quins són els nombres quàntics dels electrons de valència d'un àtom d'heli i d'un àtom de neó. [1,25 punts]

DADES:

Nombres atòmics: $Z(\text{He}) = 2$; $Z(\text{Ne}) = 10$.

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

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

Equivalència d'energia: $1\text{ eV} = 1{,}6 \times 10^{-19}\text{ J}$.