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CURSO SUPERIOR: ENG. ELÉTRICA Prof.: Cristiano Disciplina: Química Geral O modelo atômico de Rutherford. Atomística: Estrutura atômica básica O modelo atômico de Dalton O modelo atômico de Thomson O modelo atômico de Borh - Segundo a física clássica, os átomos até então emitiam radiações (ondas) eletromagnéticas continuamente. Considerações importantes antes de falarmos do Modelo de Bohr: - Em torno de 1900 o Físico Max Planck sugeriu que tais ondas eletromagnéticas não seriam continuas e sim “pacotes de energia” (E=h.ν) os quais os chamou de fótons ou quantum (teoria quântica). - Aproveitando –se da proposta de Planck, Borh propôs os seus postulados para a teoria atômica. A energia iria diminuindo, podendo assim o elétron chocar-se com o núcleo. Postulados de Bohr : Pacotes de energia de Planck. . - Quando um elétron absorve energia “ele” salta de um nível de menor energia para um de maior energia, e quando o mesmo volta “ele” libera a mesma energia na forma de luz (quantum ou foton) - Cada nível possui um valor definido de energia, quanto mais distante do núcleo maior a energia do nível e do elétron que está nele. - Segundo Bohr os elétrons descrevem trajetórias circulares definidas ao redor do núcleo chamadas camadas ou níveis de energia Teste de chama Exemplos de aplicação dos postulados de Bohr : Fogos de artifício Bioluminescência nos vagalumes Cálculo das energias dos níveis (camadas) p/ hidrogênio: Quando n=1, temos o estado de menor energia (estado fundamental) O que ocorre com o valor da energia quando n tende ao ∞? Postulados de Bohr para o átomo de hidrogênio: Bohr conseguiu calcular o valor da energia para cada nivel do átomo de hidrogênio através da equação E= (-2,18x10-18 J).(1/n2) , quanto menor o valor dessa energia mais estável é o átomo, portanto para n=1, temos o estado de menor energia e maior estabilidade (estado fundamental), o elétron está mais próximo ao núcleo. Quando n tende ao ∞, o elétron se encontra separado do núcleo (não existe mais atração do núcleo em relação a esse elétron) , logo valor de E= (-2,18x10-18 J).(1/n2) = 0, dizemos então que o átomo está ionizado. Cálculo da energia liberada ou absorvida (∆E) em função do movimento do elétron : Podemos ainda calcular a energia absorvida (+) por um fóton (a) ou a energia emitida (-) por um fóton (b)....∆E. Podemos calcular Ei e Ef para os níveis e fazer a diferença...∆E= Ef-Ei= .....J Veja o exercício....a seguir... Por exemplo se o elétron move-se de ni=2 (L) para nf=1 (K),qual o valor do (∆E) ? Ou usamos a equação: Calcular para um elétron que se move de ni=3 para nf=1 : Qual transição libera mais energia? ni=2 p/ nf=1 (∆E= ) ou ni=3 p/ nf=1 ∆E= Resposta: de n=3 p/ n=1, libera mais energia. Representações das transições eletrônicas do átomo de hidrogênio: Observe que o estado fundamental é o estado de mais baixa energia. 1eV= 1,6x10-19J Essas transições liberam ou absorvem energia? Qual transição libera mais energia na série de Lyman? Resposta: D Todas liberam energia (na forma de luz), transição de niveis externos p/ internos Ondas eletromagnéticas e o modelo de Bohr. n=1 n=4 ultravioleta Os átomos emitem radiações ou seja ondas eletromagnéticas na região; do ultravioleta, visível (arco-íris) ou infravermelho. Porém não continuas, e sim pacotes de energias (“quantum” ou fóton). Energia que pode ser calculada (E=h.ν), desde que se conheça a frequência com que a radiação é emitida. Ondas eletromagnéticas e o modelo de Bohr : Onde; λ= é o comprimento de onda, dado em nm...m...etc. ν = frequência dado em Hertz (Hz) ou kHz- número de ciclos por segundos. c= velocidade da luz (3,00x108 m/s), "velocidade de progação da onda eletromagnética. Observe que frequência (ν) e comprimento de onda (λ), são grandezas inversamentes proporcionais, o que é confirmado pela equação ν=c/λ. λ lembrando que 1nm= 1x10-9 m 1KHz=1000Hz=1000/s 1000 ciclos por segundo. Ondas eletromagnéticas e o Modelo de Bohr: Observe o espectro de luz visível ao homem de 400nm a 700nm. (Arco-íris) 400nm luz visível 700nm Ultravioleta Infravermelho Arco-íris Entre as ondas eletromagnéticas, coloque V ou F; ( ) a apresenta o maior comprimento de onda e maior freqüência. ( ) b apresenta menor comprimento de onda e maior freqüência ( ) a poderia representar a região do infravermelho, enquanto que b, representaria a região do ultravioleta ( ) a poderia representar a região do visível enquanto que b, a região do infravermelho. Ultravioleta Infravermelho F V V F Ondas eletromagnéticas e as aplicações do Modelo de Borh: Podemos calcular a energia (E) de um determinado Fóton ou quantum a partir das equações ν=c/λ ; E=h. ν onde ν = frequência; c= velocidade da luz (3,00x108 m/s) e o λ é o comprimento de onda, dado em nm...m...etc. (lembrando que 1nm= 1x10-9 m); e h é a constante de Planck (6,63x10-34J.s ). Calcular a frequência (ν) e a energia emitida (E) por uma luz amarela proveniente de uma lâmpada de sódio usada na iluminação pública. (Use os dados acima). Formulário: ν=c/λ ; E=h. ν Observe que o comprimento de onda está em nm. Dados: c= velocidade da luz (3,00x108 m/s) h= constante de Planck (6,63x10-34J.s ). Veja a resolução da questão anterior: Aplicações dos postulados de Borh (Espectrômetro): Aplicações dos postulados de Borh (Espectrômetro): Aplicações dos postulados de Borh (Espectrômetro): Feixe de luz composta de comprimentos de onda específicas a cada um dos elementos que compõem a amostra (neste caso amostra de cobre). Resultado no Micro - computador (Espectrômetro): BIBLIOGRAFIA LEMAY, H.Eugene; BURSTEN; Bruce E., Química a Ciência Central, 9ª edição., Editora Pearson Prentice Hall, 2005. RUSSEL, J.B. Química Geral v. 1, 2ª Ed., São Paulo: Pearson Makron Books,. 2006. ATKINS, P. E JONES, L., Princípios de química:questionando a vida moderna e o meio ambiente, 3ª Ed., Porto Alegre: Bookman, 2006. CHANG, Raymond Química, 8ª edição Ed. McGraw Hill. CHANG, Raymond, Química Geral: Conceitos Essenciais Ed. McGraw Hill
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