Estrutura atômica

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A teoria quântica foi muito 
importante para a criação 
de novas fontes de luz e 
para o desenvolvimento de 
equipamentos eletrônicos 
de estado sólido. 
Ela é usada para descrever 
os arranjos dos elétrons 
nos átomos. 
Teoria atômica da matéria 
Dalton 
A matéria é constituída por 
átomos, que são indivisíveis 
Lei de Lavoisier: Nada se 
cria, tudo se transforma. 
Todos os átomos de um 
mesmo elemento são iguais. 
Problema: Ele não leva em 
consideração a existência 
de subpartículas, como 
elétrons, nêutrons, prótons 
e etc. 
Thomson – a descoberta do 
elétron 
Com a experiencia dos raios 
catódicos – que possuem 
energia negativa – atingindo 
a extremidade da ampola 
foi descobertos os elétrons, 
subpartículas de carga 
negativa. 
O átomo é uma esfera com 
massa positiva distribuída 
uniformemente na qual os 
elétrons estão distribuídos 
ao redor. 
 
A relação carga/massa (que é 
bem pouca) foi determinada a 
partir da deflexão da corrente 
causada pelo campo magnético. 
A massa do elétron 1/800 da 
massa de um átomo H2, ou seja, o 
átomo não é indivisível 
Descoberta do núcleo atômico- 
Rutherford 
Experimento com partículas α de 
carga positiva e lâmina de ouro 
a) A maioria passava direto 
b) Algumas eram refletidas em 
grandes ângulos (o que 
significa que estavam 
passado próximo por algo 
de carga igual) 
c) Ocasionalmente, uma 
desviva em sentido 
contrário (choque) 
Se Thomson estivesse certo todas 
iriam desviar. 
A maior parte do átomo é um 
espaço vazio no qual os elétrons 
se movem ao redor do núcleo. 
A maior parte da massa e toda 
sua energia positiva se concentra 
em uma região bem que pequena 
– núcleo. 
Chadwick- descoberta do nêutron 
Problema da teoria: De acordo 
com a teoria eletromagnética de 
Maxwell, essa partícula deveria 
liberar energia a medida em que 
se move até entrar em choque 
com o núcleo 
 Natureza ondulatória da luz A luz visível é um tipo de 
radiação eletromagnética. 
Energia quantizada e fótons 
Objetos quentes e a 
quantização da energia 
Quando um sólido é aquecido 
ele emite radiação. 
Max Planck: A energia pode ser 
liberada ou absorvida por 
átomos em pequenos pacotes-
quantum, numa quantidade fixa- 
e emitida como radiação 
eletromagnética. 
Efeito fotelétrico e os fótons 
Einsten estudou esse processo e 
apontou os fótons como pacote 
de energia. E, assim, deduziu 
que cada fóton equivale à 
energia da constante de Planck 
multiplicada pela frequência da 
luz. 
Ele queria entender o brilho da 
superfície metálica, a qual 
corresponde a questão de se os 
átomos possuem ou não energia 
necessária para vencer as 
forças atrativas que os prendem 
ao metal. 
Se for maior, haverá uma 
emissão de elétrons e o excesso 
será convertido em energia 
cinética do elétron emitido. 
Espectros de linha e o modelo de 
Bohr 
Monocromática: Radiação com 
um comprimento de onda 
Policromática: Diferentes 
comprimentos de onda 
Um espectro é feito quando a 
radiação de tal fonte é 
separada nos comprimentos de 
onda. 
Espectro contínuo: Arco-íris de 
cores que contém luz com todos 
os comprimentos de onda. 
Espectro de linha: Espectro 
formado por radiação de 
comprimento de ondas 
específicos. 
 
Existem estados estacionários 
nos quais a energia do elétrons 
é constante, tais estados são 
caracterizados por orbitais 
circulares em torno do núcleo ( 
número quântico principal-n) 
A energia é emitida ou 
absorvida só quando um 
orbital passa de uma órbita 
para outra 
Menor n, menor energia do 
elétron 
Quando o elétron pula de uma 
camada de maior energia para 
menor energia emite um fóton – 
quantum de energia- sob a 
forma de luz 
Não é aplicada a átomos com 
mais de um elétron. 
Modelo atômico da Mecânica 
Quântica 
A matéria age como onda e 
como partícula. 
Se o elétron tem característica 
de onda, seu comportamento 
pode ser descrito por uma 
função de onda. 
Principio da incerteza: 
Probabilidade de se localizar 
um elétron em um ponto do 
espaço. 
Orbitais e números quânticos 
(n) Número quântico principal, 
define uma camada e é 
representado por valores 
inteiros positivos. Quanto 
maior o n, maior o orbital, 
mais tempo o elétron passa 
distante do núcleo 
(l) representa as subcamadas, 
o momento angular, possui 
valores inteiros de 0 a (n-1). 
(m), número quântico 
magnético, valores inteiros 
entre -1 e 1. 
O conjunto de orbitais com o 
mesmo valor de n é chamado 
O átomo seria instável, 
como sabemos que ele não 
é, então faltava algo na 
teoria. 
 
 
 
Representações de orbitais 
Os orbitais s 
Simetria esférica, ou seja, a 
densidade eletrônica por todo 
o núcleo é igual. Para cada 
valor de n, existe apenas um 
orbital s. 
Densidade de probabilidade 
radial é a probabilidade de o 
elétron estar a uma distância 
específica do núcleo. 
 
Os orbitais p 
l=1 
Cada subcamada p possui 3 
orbitais que correspondem aos 3 
valores permitidos de m : -1, 0, 1. 
A densidade está concentrada em 
duas regiões ao lado do núcleo, 
separada por um nó localizado no 
núcleo. 
A partir de n=2 cada camada tem 
três orbitais p, que são 
distribuídos em orientações 
diferentes, mas tamanho e formas 
iguais. 
Os orbitais d E f 
Quando n é igual ou maior a 3, há 
o orbital d. 
Há 5 orbitais para representar os 
cinco valores possíveis para o 
número quântico m: -2, -1,0, 1, 2. 
Os orbitais variam de forma e 
orientação a cada camada. 
parece um trevo de quatro folhas. 
Quando n é igual ou maior que 4, 
há sete orbitais f equivalentes 
(para os quais l=3). 
O spin eletrônico 
Cada elétron se comporte como 
uma pequena esfera que gira em 
torno do seu próprio eixo. O spin 
eletrônico é quantizado, o que 
levou a um novo número quântico 
ao elétron, o número quântico 
magnético do spin (ms), dois 
valores são possíveis, +1/2 ou - 1/2, 
representando como duas 
direções opostas nas quais o 
elétron podia girar, as quais criam 
campos magnéticos de sentidos 
opostos que levam à divisão das 
linhas espectrais em duas muito 
próximas uma da outra. 
Princípio de exclusão de Pauli: Um 
orbital pode ter no máximo dois 
elétrons ( por só haver dois 
sentidos de campo magnético), 
que devem ter spins opostos. 
 
Configurações eletrônicas 
A configuração eletrônica mais 
estável é aquela em q os 
elétrons estão com os menores 
níveis de energia possível. Uma 
vez que por haver restrições dos 
números de elétrons numa 
camada eles não ficam todos 
dentro de uma só, ai de acordo 
com o princípio de exclusão de 
Pauli, há somente 2 elétrons, no 
máximo, no mesmo orbital. 
É visto isso no diagrama de 
orbital. Uma seta para cima 
representa o número quântico 
magnético positivo, para baixo, 
negativo. 
Regra de Hund 
Para orbitais degenerados, a 
menor energia é alcançada 
quando o número de elétrons 
que têm o mesmo spin for 
maximizado. Essa regra é 
baseada no fato que elétrons se 
repelem, assim, quanto mais 
distantes, menor a repulsão. 
 
 
 
Referncias: LIVRO - QUÍMICA 
GERAL - A Ciência Central 13ª 
EDIÇÃO - Brown, LeMay