Chọn phương án đúng: Nguyên tử Cs có năng lượng ion hóa thứ nhất nhỏ nhất trong bảng hệ thống tuần hoàn là 375,7 kJ/mol. Tính bước sóng dài nhất của bức xạ có thể ion hóa được nguyên tử Cs thành ion Cs+. Bức xạ này nằm trong vùng nào của quang phổ điện từ? (Cho h = 6,626 × 10-34 J.s và c = 3×108 ms-1)
Đáp án đúng: C
Để giải quyết bài toán này, ta cần thực hiện các bước sau:
- Đổi năng lượng ion hóa từ kJ/mol sang J/nguyên tử.
- Sử dụng công thức E = hc/λ để tính bước sóng.
- Xác định vùng quang phổ dựa trên bước sóng tính được.
Bước 1: Chuyển đổi năng lượng ion hóa:
Năng lượng ion hóa của một nguyên tử Cs là 375,7 kJ/mol. Để chuyển đổi sang J/nguyên tử, ta chia cho số Avogadro (NA = 6,022 × 10^23):
E (J/nguyên tử) = (375,7 × 10^3 J/mol) / (6,022 × 10^23 nguyên tử/mol) ≈ 6,238 × 10^-19 J
Bước 2: Tính bước sóng:
Sử dụng công thức E = hc/λ, ta có:
λ = hc/E
Trong đó:
- h = 6,626 × 10^-34 J.s (hằng số Planck)
- c = 3 × 10^8 m/s (vận tốc ánh sáng)
Thay số vào:
λ = (6,626 × 10^-34 J.s × 3 × 10^8 m/s) / (6,238 × 10^-19 J) ≈ 3,184 × 10^-7 m = 318,4 nm
Bước 3: Xác định vùng quang phổ:
Bước sóng 318,4 nm nằm trong vùng tử ngoại (UV), cụ thể là vùng gần tử ngoại.
Vậy đáp án đúng là: C. 318,4 nm, gần tử ngoại
