Estrutura Eletrônica dos Átomos

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Estrutura da Matéria- Julho/2015
ESTRUTURA ELETRÔNICA DOS ÀTOMOS
Responsável: Prof. Dr. JOSÉ CARLOS RODRIGUES
Santo André, Julho de 2015
rodrigues.jcarlos@ufabc.edu.br
ESTRUTURA DA MATÉRIA
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Resumo da Aula 7
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INTRODUÇÃO
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1895
Wilhelm Röntgen
Raios Röntgen/X
Agora, vamos por partes...
1896
Henri Becquerel
Raios de Becquerel
ou
Raios de Urânio
1897
Madame Curie
Radioatividade
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Henri Becquerel, que já se interessava
pelos fenômenos de fosforescência e
fluorescência pensou:
Será que há relação entre os Raios-X e a 
fluorescência?
Realizou vários experimentos envolvendo
uma chapa fotográfica em um pedaço de
papel preto, bem espesso, e colocou um sal
de urânio sobre o filme, na presença ou na
AUSÊNCIA de luz solar. Ele verificou, ao
revelar o filme, após várias horas de
exposição ao sal, que a imagem da silhueta
do objeto (amostra) aparecia.
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Reprodução da primeira imagem publicada 
obtida com os Raios de Becquerel.
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Na verdade, a 
origem dos raios 
era um mistério 
porque não se 
sabia da 
existência do 
núcleo atômico.
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Ernest Rutherford
Raios  Raios  Raios 
Fortemente 
ionizantes.
Menos ionizantes. Eletricamente
neutra
Interceptados por 
uma folha de papel.
Atravessavam papel 
cartão e folhas 
metálicas finas.
Maior poder de 
penetração da 
matéria.
Paul Ulrich Villard
7
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Frederick Soddy
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Rutherford concluiu que deflexões tão grandes dos raios alfa não
poderiam ocorrer caso os átomos tivessem a estrutura proposta
por Thomson. Para que haja essas deflexões ele propôs um
modelo planetário dos átomos.
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1.Há um grande espaço vazio
entre os átomos.
2. Há uma região muito pequena
e muito densa denominada
núcleo.
3. O núcleo é positivamente
carregado.
4. Carga positiva (prótons): O
número de prótons do núcleo
atômico de um elemento é
chamado de número atômico (Z).
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O modelo de Rutherford
apresentava um problema de
estabilidade das órbitas. Caso as
ideias sobre o átomo de Rutherford
fossem colocadas à prova pela
teoria eletromagnética clássica; o
elétron orbitaria em uma espiral
pois, a cada volta que ele desse em
torno do núcleo, perderia energia
em forma de radiação.
Porém, não é observada a radiação,
muito menos o colapso após essa
dança em torno do núcleo.
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Estrutura da Matéria- Julho/2015
Estrutura da Matéria- Julho/2015
Kirchhoff e Bunsen 
descobrem que cada 
elemento apresenta uma 
série de linhas diferentes.
E
x
e
m
p
lo
s
:
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Fenda
Prisma
Tela
Tela
Espelho
Lâmpada
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Tubo de descarga 
de gás preenchido 
com H2
Fenda
Prisma
Tela
Tela
- Cada átomo, quando submetido à altas temperaturas ou a uma descarga
elétrica, emite radiação eletromagnética em freqüências características ou cada
átomo apresenta um espectro característico
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Tubo de 
descarga de 
gás 
preenchido 
com Na
Fenda
Prisma
Tela
Tela
- Cada átomo, quando submetido à altas temperaturas ou a uma descarga
elétrica, emite radiação eletromagnética em freqüências características ou cada
átomo apresenta um espectro característico
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Fenda
Prisma
Tela
Tela
Espelho
Lâmpada
Gás Frio,
por exemplo, H2
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1) Um corpo opaco quente, sólido, líquido ou gasoso, emite um espectro
contínuo.
2) Um gás transparente produz um espectro de linhas de emissão. O
número e a posição das linhas depende dos elementos químicos
presentes no gás.
3) Se um espectro contínuo passar por um gás à temperatura mais
baixa, o gás frio provoca o aparecimento de linhas escurar na tela. O
número e a posição destas linhas depende também dos elementos
químicos presentes no gás.
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- O espectro atômico é característico dos átomos envolvidos. De um ponto de
vista atual é razoável suspeitar que o espectro atômico depende da distribuição
eletrônica do átomo Porém, devemos lembrar que na época, a estrutura do
átomo ainda não havia sido completamente elucidada.
- Cientistas buscavam encontrar um padrão nos comprimento de onda (ou
frequência) das linhas atômicas no espectro do hidrogênio.
Espectro de emissão do átomo de hidrogênio na região do visível e ultravioleta 
próximo. A letra Hx representa a posição da radiação.
G. Herzberg, Molecular Spectra and Molecular Structure, 2ª Edição (1944).
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Mostrou que a freqüência da radiação emitida pelo átomo de hidrogênio na região
do visível / ultravioleta-próximo depende de 1 𝑛2.
𝜆 = 3645,6
𝑛2
𝑛2 − 4
𝑛 = 3,4,5,6
𝜆 = 3645,6
1
1 −
22
𝑛2
𝒏 = 𝟑 𝒏 = 𝟒 𝒏 = 𝟓 𝒏 = 𝟔
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Outras séries descobertas: Séries de Bracket (1922), Pfund (1924) e
Humphreys (>1924).
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RH = constante de Rydberg:
1,09737 × 105 cm-1.
𝑛1 < 𝑛2
 𝜐 =
1
𝜆
= 1,09737 × 105
1
𝑛1
2 −
1
𝑛2
2 𝑐𝑚
−1
 𝜐 =
1
𝜆
= 𝑅𝐻
1
𝑛1
2 −
1
𝑛2
2 𝑐𝑚
−1
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Limite da Série
 𝜐 =
1
𝜆
= 1,09737 × 105
1
22
𝑐𝑚−1 = 27434 𝑐𝑚−1
 𝜐 = 𝜅 =
1
𝜆
𝜆 = 3645 Å
Número de onda é a quantidade de ondas por unidade de distância, ou
seja, o número de vezes que uma onda atinge a mesma fase em uma
determinada distância de propagação.
 𝜐 =
1
𝜆
= 1,09737 × 105
1
22
−
1
𝑛2
𝑐𝑚−1
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1
2
2
2
1
111 








 cm
nn
RH
Nome
Lyman
Balmer
Paschen
Bracket
Pfund
Humphreys
n2
n = 2,3,4,…
n = 3,4,5,…
n = 4,5,6,…
n = 5,6,7,…
n = 6,7,8,…
n = 7,8,9,…
n1
1
2
3
4
5
6
Região do espectro 
eletromagnético
Ultravioleta
Visível
Infravermelho
Infravermelho
Infravermelho
Infravermelho
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Pela cessão de slides componentes da matriz:
Prof. Marcelo Oliveira da Costa Pires;
Profª Paula Homem de Mello;
Prof. Wendel Andrade Alves.
Prof. Patricia Dantoni