Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará - IFPA 2022

O monóxido de carbono é um gás levemente inflamável, inodoro e muito perigoso, devido à sua grande toxicidade. É produzido pela queima, em condições de pouco oxigênio e/ou alta temperatura, de carvão ou outros materiais ricos em carbono, como derivados de petróleo, por exemplo, pelos motores dos veículos. A molécula diatômica de monóxido de carbono CO é representada por um átomo de carbono e outro de oxigênio. Na figura, a seguir, a curva sólida mostra o comportamento do potencial 𝑈(𝑟) deste arranjo em função da distância entre os átomos 𝑟, enquanto que a linha tracejada é uma aproximação parabólica em torno da posição equilíbrio 𝑟 = 𝑎. Se tratarmos este problema, do ponto de vista da mecânica clássica, como duas massas distintas atreladas por uma mola horizontal de constante elástica 𝑘 e massa reduzida 𝜇, qual seria o valor de 𝑘 e do comprimento de onda 𝜆 da vibração mecânica gerada pela molécula de CO?

Dados: massa atômica do carbono = 12 u.m.a., massa atômica do oxigênio = 16 u.m.a., raio molecular 𝑟 = 𝑎 =1,1 angstrom, energia de dissociação 𝐷 =10 eV, velocidade da luz no vácuo 𝑐 =300.000 km/s.

Conversões: 1 u.m.a.=1,66x10^-27 kg; 1 angstrom = 10^-10 m; 1 eV=1,6x10^-19 J.