Considere as afirmações abaixo, todas relacionadas a átomos e íons no estado gasoso:
I. A energia do íon BeX2+, no seu estado fundamental, é igual à energia do átomo de He neutro no seu estado fundamental.
II. Conhecendo a segunda energia de ionização do átomo de He neutro, é possível conhecer o valor da afinidade eletrônica do íon HeX2+.
III. Conhecendo o valor da afinidade eletrônica e da primeira energia de ionização do átomo de Li neutro, é possível conhecer a energia envolvida na emissão do primeiro estado excitado do átomo de Li neutro para o seu estado fundamental.
IV. A primeira energia de ionização de íon HX− é menor do que a primeira energia de ionização do átomo de H neutro.
V. O primeiro estado excitado do átomo de He neutro tem a mesma configuração eletrônica do primeiro estado excitado do íon BeX2+.
$• \ \text{Afirmativa I:}$ $\color{orangered}{\text{Incorreta}}$
As configurações eletrônicas são iguais, contudo, as energias não. No caso, veja que $\ce{Be^{2+}}$ apresenta quatro prótons e dois elétrons, enquanto $\ce{He}$ apresenta dois prótons e dois elétrons. Portanto, as cargas do núcleo (e o núcleo) são diferentes, consequentemente, suas energias também.
$• \ \text{Afirmativa II:}$ $\color{#3368b8}{\text{Correta}}$
Para a segunda energia de ionização:\begin{matrix}
\ce{He+_{(g)} -> He^{2+}_{(g)} + e-} &,& \Delta H_1
\end{matrix}Já para afinidade eletrônica de $\ce{He^{2+}}$:\begin{matrix}
\ce{He^{2+}_{(g)} + e- -> He+_{(g)} } &,& \Delta H_2
\end{matrix}Dessa forma, $|\Delta H_1| = |\Delta H_2|$
$• \ \text{Afirmativa III:}$ $\color{orangered}{\text{Incorreta}}$
Não é possível encontrar a energia duma transição de estado excitado para o fundamental por energias de ionização junto a afinidades eletrônicas.
$• \ \text{Afirmativa IV:}$ $\color{#3368b8}{\text{Correta}}$
Vamos pensar nas configurações eletrônicas:\begin{matrix}\ce{H- : &1s^2} &,& \ce{H : &1s^1}
\end{matrix}Retirar um elétron de $\ce{H}$ é mais difícil, visto que estaríamos rompendo uma camada, deixando a região extranuclear vazia, logo, o processo requer mais energia. Analogamente, podemos pensar em atração, o único elétron de $\ce{H}$ é mais fortemente atraído que em $\ce{H-}$, visto que ao haver dois, existe uma repulsão eletrônica que enfraquece a atração, ou seja, novamente constatamos que a energia para retirar um elétron de $\ce{H}$ é maior.
$• \ \text{Afirmativa IV:}$ $\color{#3368b8}{\text{Correta}}$
Ambos apresentam o mesmo número de elétrons (dois), logo, apresentam a mesma configuração eletrônica quando no primeiro estado excitado.\begin{matrix}Letra \ (D)
\end{matrix}
