FQIV Aula 1

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Físico-Química IV
Introdução à Mecânica Quântica
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Química Quântica
Química Quântica
Resultados Experimentais que levaram ao surgimento da Mecânica Quântica;
A contribuição de Planck;
Dualidade onda-partícula proposta por Louis de Broglie;
A explicação das linhas espectrais do hidrogênio por Johanes Rydberg;
Teoria de Bohr para o átomo de hidrogênio (quantização de energia);
O Princípio da Incerteza de Heisenberg;
A nova teoria quântica: 
A Equação de Schrödinger (independente do tempo);
Introdução aos Postulados da Mecânica Quântica
Química Quântica
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Ciência no fim do séc XIX
Aparentemente todas as descobertas importantes já haviam sido feitas;
Contribuições na Química:
Canizzaro: molécula;
Kekulé: benzeno;
Arrhenius: reações químicas;
Contribuições na Física;
Mecânica;
Joule: w=q
Carnot  2a Lei da Termodinâmica
Ótica e Magnetismo: Comportamento Ondulatório da luz
Química Quântica
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Início do séc XX
Teoria Quântica:
Série de Experimentos que revolucionou a física:
Radiação do Corpo Negro;
Efeito Fotoelétrico;
Espectro de linhas do Hidrogênio
Química Quântica
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Radiação do Corpo Negro
Aquecimento de metais = mudança de cor;
 ν = ν (T)
Corpo ideal = absorve e emite em todo λ = corpo negro;
O diferencial de Planck
Química Quântica
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Osciladores  níveis discretos de energia
Lei de deslocamento de Wien
Desvio no máximo de energia: Consegue-se encontrar o comprimento de onda máximo para cada T
Química Quântica
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Radiação do Corpo Negro
https://phet.colorado.edu/sims/blackbody-spectrum/blackbody-spectrum_pt_BR.html
Química Quântica
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Efeito Fotoelétrico
Radiação UV = ejeção de e- do metal;
Observações em desacordo com teoria clássica:
I (intensidade) α E2 (campo elétrico) KE α I
Ejeção ocorre para qualquer frequência desde q I↑
O que se observa: 
frequência mínima ν0, após KE= KE(ν)
Como explicar estes resultados??
Química Quântica
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Efeito Fotoelétrico
Química Quântica
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Efeito Fotoelétrico
Energia quantizada (fóton) 
Conservação de E  
Química Quântica
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Coeficiente angular = h
Einstein  constante de Planck
h = 6,626.10-34 J. s
Efeito Fotoelétrico
photoelectric_pt_BR.jnlp
Química Quântica
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Exemplo 1
Química Quântica
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Exemplo 2
Química Quântica
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Dualidade Onda-Partícula
 Louis de Broglie (1924)
Química Quântica
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Exemplo 3
Calcule o comprimento de de Broglie para uma bola de basebol de 140 g viajando a uma velocidade de 40 m/s.
Química Quântica
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Exemplo 4
Calcule o comprimento de de Broglie para um elétron viajando a 1,00% da velocidade da luz.
Química Quântica
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Espectro de linhas
Átomos submetidos a ↑T ou descarga elétrica  emissão de radiação de frequências características
Descrição Empírica = Balmer (Região do Visível)
Química Quântica
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Onde n = 3,4,5,…
Equação de Balmer
Espectro de linhas
O espectro de emissão do H apresenta ainda linhas na região do UV (Lyman) e IV (Paschen e Bracket)
Descrição Empírica = Rydberg
Química Quântica
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Onde R = 109680 cm-1 = RH
 Por que o espectro é descrito por números inteiros?
Espectro de Linhas
Química Quântica
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Exemplo 5
Calcule o comprimento de onda da segunda linha da série de Paschen e mostre que esta pertence a região do IV próximo, ou seja região IV próximo ao visível.
Química Quântica
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