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01/09/2017 1 Química Fundamental A QUI 01 009 2017 Modelos Atômicos Aula 2 Prof. Vladimir Lavayen Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Química Primeiros Modelos Atômicos Demócrito (460-360 a.C.) Todas as coisas eram constituídas por uma infinidade de partículas minúsculas, invisíveis, cada uma delas sendo eterna e imutável. As partículas constituintes da natureza tinham que ser eternas, pois nada pode surgir do nada. Demócrito afirmava que a matéria era composta por partículas pequenas que não se dividiam, a que denominava átomos, significado, exatamente, “indivisível”. 01/09/2017 2 Primeiros Modelos Atômicos • Toda matéria é composta de partículas fundamentais, as quais são: esféricas, e maciças. • Os átomos são permanentes e indivisíveis, eles não podem ser criados nem destruídos. • Todos os átomos de um dado elemento são idênticos. • Os átomos de elementos diferentes têm massas diferentes. • As transformações químicas consistem em uma combinação, separação ou arranjo de átomos. • Compostos químicos são formados de átomos de dois ou mais elementos em razão fixa (lei das proporções definidas). John Dalton (1766-1844) Propôs uma escala para ordenar os elementos baseada em pesos atômicos (20 elementos). Experimentos em Tubos de Crookes 1850 eletrodo negativo Incandescência 01/09/2017 3 Experimentos em Tubos de Crookes Modelo Atômico de Thomson J.J.Thomson (1856-1940) Com a descoberta dos prótons e elétrons, Thomson propôs um modelo de átomo no qual os elétrons e os prótons, estariam uniformemente distribuídos, garantindo o equilíbrio elétrico entre as cargas positiva dos prótons e negativa dos elétrons. 1897 NOBEL, 1906 Modelo do pudim de passas 01/09/2017 4 Experimento da Gota de Óleo R. Millikan (1868- 1953) http://www.if.ufrgs.br/historia/millikan.html Massa do elétron 9,1 x 10-28 g 1908 NOBEL, 1923 Modelo Atômico de Rutherford 1911 “The Laws of Deflexion of α Particles through Large Angles,” Philosophical Magazine, 1913, 25:604–623. 01/09/2017 5 Modelo Atômico de Rutherford 1911 Modelo atômico de Rutherford E. Rutherford (1871-1937) 1911 NOBEL, 1908 01/09/2017 6 J. Chadwick e o Nêutron James Chadwick (1871-1937) 1932 http://amostra-virtual-1a.blogspot.com.br/2009/11/jchadwick- conservacao-da-quantidade-de.html NOBEL, 1935 Átomo moderno http://laquimicajjrb.blogspot.com.br/2013/03/ahora -nos-adentraremos-mas-en-lo-que-es.html http://www.liveinternet.ru/users/4033731/rubric/4080760 / A: número de massa. é número total de núcleons no núcleo. Z: número atômico. é o número de prótons no núcleo. 01/09/2017 7 Espectro eletromagnético n https://decifrar.wordpress.com/201 2/05/19/areia/ [acessado 04 03 2015] l c =n l Espectro eletromagnética http://www.infoescola.com/fisica/espectro-eletromagnetico/ 01/09/2017 8 Teoria Quântica M. Planck (1858- 1947) Princípio: energia é emitida e absorvida em quantum, ou fóton. “ A energia na radiação não é contínua, mas dividida em minúsculos pacotes, ou quanta” E = hn = hc/l h = 6.6x10-34 [J*sec] (Constante de Planck) NOBEL, 1918 Os cientistas tentavam no final do seculo XIX entender porque os átomos emitiam radiações com certas e determinadas frequencias Uma explicação lógica foi dada por Johan Balmer (1825-1898) e depois por Johannes Rydberg (1854-1919) ) 11 ( 1 22 fi H nn R l nf= ni+1, ni + 2, …. RH = Constante de Rydberg RH = 1,0974x10 7 m-1 R = 2,18x10-18 J n2= 2, para n1= 3 l2-3 = 656 nm n2= 2, para n1=4 l2-4 = 487 nm n2= 2, para n1= l2- = 364 nm Espectroscopia atômica 01/09/2017 9 Niels Bohr (1885- 1962) Niels Henrik David Bohr, físico dinamarquês, em 1913, apresentou uma explicação teórica para o espectro de emissão do átomo de hidrogênio. Nessa altura já se sabia que o átomo era constituído por elétrons e por prótons e concebia-se o átomo como uma entidade na qual os elétrons giravam em torno do núcleo como se fosse um “sistema solar microscópico”. Modelo Atômico de Bohr 1913 NOBEL, 1922 • Os elétrons descrevem órbitas circulares em torno do núcleo. • A energia é quantizada. • As órbitas com certos raios correspondem a energias bem definidas. • Num estado de energia “permitido” o elétron não irradia energia e, por isso, não descreve uma espiral em torno do núcleo. • Os elétrons ocupam orbitas com certas raios, correspondentes a energias “permitidas”. Modelo Atômico de Bohr 01/09/2017 10 • Nas órbitas permitidas a energia do elétron é dada pela fórmula. Equação de Hatree • n é o numero quântico principal • São permitidas aquelas órbitas com momento angular múltiplo de • O estado de energia mais baixo é o estado fundamental do átomo. Modelo Atômico de Bohr • O elétron pode “passar” entre estados de energia permitida. • A relação entre frequência da luz absorvida ou emitida e os números quânticos principais de dois estados é: Qual o valor e as unidades da constante de Rydberg? • Este modelo é adequado para íons como He+, Li2+, etc. • O modelo de Bohr foi superado por outro que mantém o conceito de estados de energia quantizados mas apropria-se de outros aspectos da teoria quântica de Planck. Modelo Atômico de Bohr 01/09/2017 11 Modelo Atômico de Bohr • Na equação: Equação de Hatree • ni e nf são números quânticos principais dos estado inicial e final do átomo. • Ocorre absorção de energia quando: • Ocorre emissão de energia quando: Podem verificar se está correto? Referencias Bibliográficas. Referencias Essenciais 1. T.L. Brown, “Química a Ciência Central”, 9ª Ed. Pearson Prentice Hall, 2005. Capítulos 1, 2. Referencias Complementares. 1. P.W. Atkins, “Princípios de química : questionando a vida moderna e o meio ambiente” 3ª Ed. Porto Alegre : Bookman, 2006. Capítulo 0. 2. J.B. Russel, “Química Geral”, 2ª Ed. Makro Books, 1994. Capítulos 1, 2. Química Fundamental A QUI 01009
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