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8.17.
CAPÍTULO 8 ESTRUCTURA
La longitud de onda crítica para producir el efecto fotoeléctrico en el tungsteno es 260 nm. a) ¿Cuál es la energía de un cuanto con esa longitud de onda, en joules y en electronvolts? b) ¿Qué longitud de onda sería necesaria para producir fotoelectrones con tungsteno, que tengan el doble de la energía cinética que los que se producen a 220 nm? Resp.
8.18.
174 nm
La acriflavina es un colorante que cuando se disuelve en agua tiene su absorción máxima de luz a 453 nm y su emisión máxima de fluorescencia a 508 nm. La cantidad de cuantos de fluorescencia es en promedio 53% de la cantidad de cuantos absorbidos. Con las longitudes de onda de absorción y emisión máxima, ¿qué porcentaje de la energía absorbida es emitida como fluorescencia? Resp.
8.21.
33.5%
El O2 sufre disociación fotoquímica y forma un átomo normal de oxígeno y un átomo de oxígeno con 1.967 eV más de energía que el normal. Se sabe que la disociación de O2 en dos átomos normales de oxígeno requiere 498 kJ/mol de O2. ¿Cuál es la longitud de onda máxima eficaz para la disociación fotoquímica del O2? Resp.
8.20.
a) 7.65 × 10−19 J = 4.77 eV; b) 191 nm
En una medición de la eficiencia cuántica de la fotosíntesis en las plantas verdes, se encontró que se necesitaron 8 cuantos de luz roja de 685 nm para producir una molécula de O2. La energía promedio almacenada en el proceso fotosintético es 469 kJ por mol de O2 producido. ¿Cuál es la eficiencia de conversión de energía? Resp.
8.19.
ATÓMICA Y LA LEY PERIÓDICA
47%
La prominente línea amarilla en el espectro de una lámpara de vapor de sodio tiene 590 nm de longitud de onda. ¿Cuál es el mínimo potencial de aceleración que excitará esta línea en un tubo de electrones que contiene vapor de Na? Resp.
2.10 V
8.22.
Demuestre, sustituyendo en la fórmula del texto (en “Interacción de la luz con la materia”), que a0, el radio de la primera órbita de Bohr en el hidrógeno, es 5.29 × 10−11 m.
8.23.
Una muestra de un compuesto desconocido se expone a luz de 1 080 Å de longitud de onda. Se encuentra que se emite nitrógeno durante la irradiación, lo que es un indicio de que puede haber enlaces N≡N en la muestra. Calcule la cantidad de energía (la energía de enlace) necesaria para romper un mol de esos enlaces. Resp.
8.24.
¿Qué potencial de aceleración se necesita para producir un haz de electrones con una longitud de onda eficaz de 0.0256 nm? Resp.
8.25.
1.59 × 10−10 m o bien 1.59 Å
En estudios de resonancia de espín electrónico, las diferencias de energía entre los estados de espín son muy pequeñas, del orden de 1 × 10−4 eV, si se comparan con unos 3 eV de la espectroscopia visible. ¿Qué longitud de onda de radiación se requiere para la resonancia de espín electrónico y a qué tipos se parece en el problema 8.16? Resp.
8.27.
2.30 kV
¿Cuál es la longitud de onda de un haz de neutrones (1.67 × 10−24 g) cuya velocidad es 2.50 × 105 cm/s? Resp.
8.26.
1.1 × 103 kJ/mol
0.012 m, región de microondas
¿Qué potencial de aceleración debe impartirse a un haz de protones para proporcionarles una longitud de onda eficaz de 0.0050 nm? Resp.
33 V
PROPIEDADES ATÓMICAS Y LA LEY PERIÓDICA 8.28.
Todos los átomos con valores de Z impar deben tener al menos un electrón desapareado. ¿Un átomo con Z par puede tener electrones desapareados? En caso afirmativo, presente ejemplos de los tres primeros periodos. Resp.
8.29.
Sí; C, O, Si y S
¿Qué átomos del primer periodo de transición (Z = 21 a 30) son diamagnéticos? Indique sus configuraciones. Resp.
Sólo el Zn; [Ar]3d104s2