2 Mecânica Quântica

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Mecânica 
Quântica 
 
Profa. Dra. Ângela Leão Andrade 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO 
ICEA- Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas 
Química Geral 
Evolução do modelo atômico: 
comportamento ondulatório da matéria 
LOUIS DE BROGLIE: demonstrou matematicamente o 
comportamento dualísta do elétron (partícula e onda) 
HEISEMBERG: demonstrou que é impossível determinar ao 
mesmo tempo a posição e a velocidade do elétron 
(PRINCÍPIO DA INCERTEZA) 
Estrutura Atômica: Modelo Quântico 
Mecânica Quântica e os orbitais atômicos 
 
Em 1926, Schrödinger propôs uma equação, conhecida atualmente 
como equação de onda de Schrödinger, que incorpora tanto o 
comportamento ondulatório como o de partícula do elétron 
 
A resolução da equação de onda de Schrödinger leva a uma série 
de funções matemáticas chamadas de funções de onda que 
descrevem a questão ondulatória do elétron. Essas funções são 
geralmente representadas pelo símbolo  
 
2, em um ponto determinado do espaço, representa a 
probabilidade de o elétron ser encontrado nessa posição 
A resolução da equação de Schrödinger traz, naturalmente, um 
conjunto de funções de onda e energias correspondentes. Essas 
funções de onda são chamadas orbitais 
 
O modelo de Bohr introduziu um número quântico, n, para 
descrever certa órbita. O modelo da mecânica quântica usa três 
números quânticos, n, l e ml para descrever um orbital 
 
O número quântico principal, n, pode ter valores positivos e 
inteiros > 1. Informa sobre o nível eletrônico 
 
O número quântico azimutal, l, pode ter valores inteiros de 0 
a n – 1 para cada valor de n. Ele define o formato do orbital. O 
valor de l é normalmente assinalado pelas letras s, p, d, f, 
correspondendo aos valores de l de 0, 1, 2 e 3, respectivamente 
 
Número quântico magnético, ml, pode ter valores inteiros entre 
l e –l, inclusive zero. Esse número quântico descreve a orientação 
do orbital no espaço caderno 
Observações importantes: 
 
1- O nível com o número quântico principal n consistirá em 
exatamente n subníveis 
 
2- Cada subnível consiste em um número específico de orbitais. 
Cada orbital corresponde a diferentes valores permitidos de 
ml. Para determinado valor de l, existem 2l + 1 valores 
permitidos de ml variando de –l a +l 
 
3- O número total de orbitais em um subnível é n. O número de 
orbitais resultantes para os subníveis 1, 4, 9, 16 está 
relacionado com a tabela periódica 
caderno 
Orbitais e suas energias 
 
 Orbitais de mesma 
energia são conhecidos 
como degenerados 
 
 Para certo valor de n, 
 a energia de um orbital 
aumenta com o aumento 
do valor de l 
Estrutura Atômica: Modelo Quântico 
caderno 
Cientistas descobriram que, na verdade, os espectros de linha 
de átomos polieletrônicos, apareciam aos pares 
 
Postularam que os elétrons tinham uma propriedade intrínseca, 
chamada spin eletrônico, devido à rotação do elétron em torno 
de seu próprio eixo 
 
O spin também é quantizado. O símbolo desse novo número 
quântico é ms e só permite dois números: +1/2 e -1/2 
Evolução do modelo atômico 
 
LOUIS DE BROGLIE: demonstrou matematicamente o 
comportamento dualísta do elétron (partícula e onda) 
 
HEISEMBERG: demonstrou que é impossível determinar 
ao mesmo tempo a posição e a velocidade do elétron 
(PRINCÍPIO DA INCERTEZA). 
 
EXCLUSÃO DE PAULI: dois elétrons em um átomo não 
podem ter o conjunto de quatro números quânticos iguais 
caderno 
Evolução do modelo atômico 
LOUIS DE BROGLIE: demonstrou matematicamente o 
comportamento dualísta do elétron (partícula e onda) 
HEISEMBERG: demonstrou que é impossível 
determinar ao mesmo tempo a posição e a velocidade do 
elétron (PRINCÍPIO DA INCERTEZA) 
EXCLUSÃO DE PAULI: elétrons não podem ter os 
mesmos valores dos números quânticos 
REGRA DE HUND: elétrons numa subcamada tendem a 
permanecer desemparelhados 
Distribuição eletrônica 
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