AULA 1 QGT1 Estrutura atômica 1.1 a 1.4

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Prof. José Pio Iúdice de Souza
QUÍMICA GERAL TEÓRICA I
Universidade Federal do Pará
Instituto de Ciências Exatas e Naturais 
Faculdade de Química
Estrutura atômica
	1.1 A natureza elétrica da matéria
	1.2 Experimento de J. J. Thomson
	1.3 Experimento deMillikan
	1.4 Experimento de Rutherford
	1.5 Origens da teoria quântica
		1.5.1 Teoria clássicada radiação
		1.5.2 Efeito fotoelétrico
		1.5.3 Espectroscopia e o átomo de Bohr
		1.5.4 Limitações da teoria de Bohr
	1.6 Mecânica quântica
		1.6.1 Dualidade onda-partícula
		1.6.2 Principio da incerteza deHeisenberg
		1.6.3 Equação de Schröndiger
 	1.7 O átomo de hidrogênio
		1.7.1 Números quânticos
	1.8 Átomos multieletrônicos
		1.8.1 Configuração eletrônica
		1.8.2 Tabela periódica. Principais propriedades periódicas
		1.8.3 Propriedades físicas e químicas dos elementos
Estrutura atômica
	1.1 A natureza elétrica da matéria
	1.2 Experimento de J. J. Thomson
	1.3 Experimento deMillikan
	1.4 Experimento de Rutherford
 ESTRUTURA ATÔMICA
m = k i t
Relação entre massa depositada e carga elétrica
Foram obtidas as relações carga/massa para alguns “íons” metálicos
Q (carga)
Cientista Alemão Henrich Geissler (1859): Descoberta das partículas atômicas ao fazer passar uma corrente elétrica num tubo contendo um gás rarefeito (sob baixa pressão). Ocorre o surgimento de uma luz esverdeada.
O Alemão Eugen Goldstein (1876): Demonstrou que a luz esverdeada partia do eletrodo negativo (Cátodo). 
ESTRUTURA ATÔMICA
O cientista Inglês Willian Crookes (1878): Construiu um aparelho para estudar os raios catódicos. 
Os raios catódicos são perpendiculares ao cátodo e são retilíneos. 
Os raios catódicos têm massa.
Os raios catódicos têm carga negativa.
ESTRUTURA ATÔMICA
ESTRUTURA ATÔMICA
Experimentos com tubos de raios catódicos
ESTRUTURA ATÔMICA
ESTRUTURA ATÔMICA
1.2 Experimento de J. J. Thomson (1897)
Partículas em raio catódico são carregadas negativamente
São independentes do material do catodo e sempre tem as mesmas propriedades, logo estão presentes em toda a matéria
Cálculo da razão carga/massa do elétron: -1,76 x 108 C/g
Thomson (1904): Teoria sobre a estrutura Atômica. Segundo Thomson o átomo era uma esfera positiva que, para tornar-se neutra, apresentava elétrons (partículas negativas) incrustadas na superfície. Esse modelo atômico ficou conhecido como Pudim de Ameixa. 
MODELO ATÔMICO DE THOMSON
ESTRUTURA ATÔMICA
O modelo explicava:
Eletrização por atrito
Corrente elétrica
Formação de íons
Descargas elétricas em gases
1.3 Experimento deMillikan (1908)
ESTRUTURA ATÔMICA
1.3 Experimento deMillikan (1908)
ESTRUTURA ATÔMICA
 Irradiação do ar ao redor das gotículas de óleo;
 Captura dos elétrons pelas gotículas de óleo;
Aplica-se uma diferença de potencial de forma a “frear” o movimento da gota de óleo;
 Determinação da carga nas gotículas-> Múltiplos de 1,6 x 10-19 C;
 Logo a carga de um elétron é e = 1,6 x 10-19 C;
 Pela sua razão carga/massa, calcula-se que a massa do elétron é 	 e/m = -1,76 x 108 C/g 			m = 9,1 x 10-31 kg
Entre 1896 à 1900, Becquerel, Rutherford, Curie e Villard: Observaram o surgimento dos raios α, β e ɣ. 
Partículas α: Partículas carregadas positivamente. Formadas por dois Prótons e dois Nêutrons. 
Partículas β: Partículas carregadas negativamente. Corresponde a um elétrons.
Partículas ɣ: Sem carga e
sem massa. Ondas eletromagnéticas. 
ESTRUTURA ATÔMICA
1.4 Experimento de E. Rutherford (1911)
ESTRUTURA ATÔMICA
Previsão do modelo de Thomson
Experimento de espalhamento de partículas alfa Rutherford , Geiger e Mardsen
MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD O ÁTOMO NUCLEAR 
Rutherford observou que a massa do núcleo era muito maior do que a sua carga. Desta forma, ele concluiu que no núcleo deveriam existir partículas sem carga elétrica e de massa igual a do próton, tal partícula foi chamada de NEUTRON.
Prótons 
Nêutrons
ESTRUTURA ATÔMICA
ESTRUTURA ATÔMICA
A experiência de Rutheford não só forneceu uma indicação qualitativa da existência do núcleo atômico, mas também resultou na medida quantitativa da carga nuclear e do tamanho do núcleo.
+
-
10-10 m ou 1 Å
10-14 m ou 10-4 Å
núcleo
eletrosfera
Instabilidade do átomo de Rutheford:
• O elétron está parado:
– A atração elétron-núcleo faria o elétron colidir com o núcleo;
• O elétron está em movimento nas órbitas de Rutherford:
– Movimento acelerado leva à mudança de órbita do elétron devido à emissão de luz;
– Trajetória em espiral também
 leva à colisão do elétron com o núcleo.
ESTRUTURA ATÔMICA
 ?
ESTRUTURA ATÔMICA
CONTINUA.......
1.5 Origens da teoria quântica
		1.5.1 Teoria clássicada radiação
ESTRUTURA ATÔMICA
Frequência (ν)é o número de ondas que passa em um ponto particular em 1 segundo (Hz = 1 ciclo/s).
A velocidade (u) da onda = λ x ν
Propriedades das ondas
ESTRUTURA ATÔMICA
Luz – Onda eletromagnética
Por exemplo, qual e a frequência
 da luz laranja, que tem comprimento
de onda de 625 nm?
ESTRUTURA ATÔMICA
Espectro eletromagnético
ESTRUTURA ATÔMICA
Radiação do corpo negro
Em temperaturas menores que 900 K, a radiação térmica emitida é na região do infravermelho
Aumento da temperatura leva a emissão de radiação na região do visível
Acima de 5000 K ocorre a emissão na região do ultravioleta
Teoria clássica não conseguia explicar o espectro de emissão de corpos aquecidos (corpo negro)
Catástrofe do ultravioleta
ESTRUTURA ATÔMICA
Max Planck (1900) conseguiu obter uma equação que reproduzisse os resultados experimentais do espectro de emissão do corpo negro
Hipótese de Planck: 
“ As energias dos osciladores atômicos só podem assumir valores discretos” (ENERGIA QUANTIZADA)
			E = n h ν
Teoria quântica
Teoria clássica 
energia
ESTRUTURA ATÔMICA
CONTINUA.......