Prévia do material em texto
19 Prof. Thiago Cardoso AULA 03 – ATOMÍSTICA Por isso, o modelo atômico de Bohr funciona melhor para o átomo de hidrogênio e para íons monoeletrônicos, ou seja, que possuem um único elétron. São exemplos de íons monoeletrônicos: He+, Li2+, Be3+. Nas espécies monoeletrônicas, os subníveis de energia são degenerados. Ou seja, os subníveis 2s e 2p do átomo de hidrogênio possuem a mesma energia. Os postulados de Bohr são bastante sofisticados e seu modelo incorpora aspectos tanto da Mecânica Clássica como da Mecânica Quântica. A visão geral do átomo de Bohr está ilustrada na Figura 13, em que está ilustrado um único elétron sendo atraído por um núcleo. Esse elétron pode ocupar diversos níveis de energia que são representados por números inteiros (n = 1, 2, 3…), mas não pode ocupar a região entre eles. Figura 13: Visão Geral do Átomo de Bohr O primeiro ponto é que Bohr postulou que o elétron não irradiava energia constantemente como presumia a Mecânica Clássica. Para Bohr, o elétron só poderia perder um determinado quantum de energia que seria necessário para efetivamente mudar entre dois níveis de energia. 20 Prof. Thiago Cardoso AULA 03 – ATOMÍSTICA Figura 14: O átomo de Bohr não entra em colapso Outro ponto é que, se o elétron já estiver no primeiro nível de energia, não existe nenhuma região permitida entre esse nível e o núcleo. Portanto, o elétron do primeiro nível não pode se aproximar mais do núcleo. As únicas mudanças de nível permitidas são as que envolvem os níveis de energia. É por isso que desenhamos os níveis de energia como circunferências concêntricas e dizemos que o elétron jamais pode estar no meio de dois níveis. Ou o elétron está exatamente no primeiro no primeiro nível ou está exatamente no segundo nível ou está exatamente no terceiro nível ou está exatamente no quarto nível, e, assim, por diante. Os níveis de energia do Modelo Atômico de Bohr funcionam como os degraus de uma escada. Imagine que você está parando no primeiro degrau de uma escada. De repente, você leva um vento muito fraco que não é forte o suficiente para você cair da escada e chegar ao chão. Nesse caso, o que acontecerá? 21 Prof. Thiago Cardoso AULA 03 – ATOMÍSTICA O que vai acontecer é que você vai continuar parado no primeiro degrau da escada. Não existe a possibilidade de você ficar em um estado intermediário entre o primeiro degrau e o chão. Ou você está no chão ou você está em algum degrau. Podemos também estender o raciocínio para os demais degraus. Existe o primeiro degrau, o segundo degrau, o terceiro degrau e, assim por diante, mas não existe degraus intermediários em uma escada. 1.4.1. Modelo Atômico de Sommerfeld O Modelo Atômico de Bohr foi muito bem-sucedido em explicar o comportamento do elétron no átomo de hidrogênio. Porém, na tentativa de aplicar o modelo a elementos polieletrônicos, os cientistas sempre encontravam grandes discrepâncias entre o modelo e o espectro de emissão obtido experimentalmente. Em geral, os átomos polietrônicos apresentavam várias linhas justapostas em suas séries espectrais, não somente as linhas isoladas como vimos no átomo de hidrogênio. A fim de explicar essas divergências, Arnold J. W. Sommerfeld, em 1916, interpretou essas múltiplas linhas justapostas como a existência de uma subcamada. Sommerfeld propôs que um nível de energia n ou camada eletrônica seria formada por exatamente n subníveis, de órbitas elípticas de excentridades diferentes. Uma elipse é formada por um eixo maior, de comprimento 2a, e um eixo menor, de comprimento 2b.