slide Estrutura Atômica

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Aula 4 – Estrutura Atômica 
Julio C. J. Silva 
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) 
Instituto de Ciências Exatas 
Depto. de Química 
Juiz de For a, 2013 
Tópicos em Métodos Espectroquímicos 
Espectros Atômicos e Níveis de Energia 
• Mecânica quântica 
• Níveis de energia 
• Átomos hidrogenóides: H, He+, Li2+, etc. 
 
Espectros Atômicos e Níveis de Energia 
Espectros Atômicos e Níveis de Energia 
• Série de Balmer (1885) 
 
http://withfriendship.com/user/levis/balmer-series.php 
Espectros Atômicos e Níveis de Energia 
• Rydberg 
 
 
 
• Constante de Rydberg (R): 3,29 x 1015 Hz 
 
• Balmer, Lyman, Bracket, Paschen, Pfund 
 
 
Espectros Atômicos e Níveis de Energia 
 
Espectros Atômicos e Níveis de Energia 
• Modelo Atômico 
http://www.feiradeciencias.com.br/sala23/image23/23_MA03_11.gif 
 
http://www.brasilescola.com/upload/conteudo/images/diagrama-energetico-numero-magnetico.jpg 
Espectros Atômicos e Níveis de Energia 
• Mecânica quântica 
• Níveis de energia 
• Átomos polieletronicos: 
 
 
Átomos Polieletrônicos 
• Acoplamento do momento angular 
– Acoplamento do momento angular do e- com o 
momento angular do orbital  spin + orbita 
 
– J =  + s 
 
– Acoplamento Russel-Saunders 
Átomos Polieletrônicos 
– Acoplamento Russel-Saunders 
Átomos Polieletrônicos 
• Números quânticos 
 
– Principal (n): 2n2 (número máximo de e- que pode 
existir em uma camada) 
 
– Momento angular orbital (): simetria 
 
– Número quântico interno (j) :  ± ½ 
 
– Na (Z = 11 e- ) 
 
Estrutura Atômica 
 = hc/ 
 
1/ = k - j
 
 
k - j = 1/hc . (Ek – Ej) 
 
• Emissão espontânea 
• Emissão Induzida 
• Absorção de radiação 
 
 
Estrutura Atômica 
~ ~ 
~ ~ 
• Transições espectrais  regras de seleção 
 
– n = 1,2,3,...n 
 
–  = ± 1 
 
– Linhas espectrais  Multipletos 
 
– Estrutura fina  Divisão dos níveis de energia 
 
 
Estrutura Atômica 
 
 
 
 
 
 
 
Estrutura Atômica 
Estrutura Atômica 
• Para o Na (Z = 11) 
 
– Camada de valência: 3s1 
 
– S = ½ 
 
– Estados de valência possíveis  2S + 1 
 
– Notação: n(2s + 1)(j =  ± ½) 
 
• Para o Na (Z = 11) 
 
– Notação: n(2s + 1)(j =  ± ½) 
 
– Resolvendo: Na  32S½  Multiplicidade = 2 
 
– Resolver para L = S, P, D, F... 
 
 
 
 
Estrutura Atômica 
• Valores determinados experimentalmente  
Espectroscopia 
– Espectro de absorção 
 
 
– Espectro de emissão 
 
 
– Espectro de fluorescência 
• Seleção da linha espectral 
– Diagrama Grotriano 
Estrutura Atômica 
• Seleção da linha espectral 
– Elétron de valência: 32S½ 
– Transições possíveis: 2P½ e 
2P3/2 
– Regra de seleção  = ± 1 
 
– 32S½  3
2P½ (589,6 nm) 
– 32S½  3
2P3/2 (588,0 nm) 
– 32S½  4
2P½ (330,3 nm) 
– 32S½  4
2P3/2 (330,2 nm) 
– 32S½  n
2P ½ ; 3/2 
 
 
Linha de ressonância 
Estrutura Atômica 
Estrutura Atômica 
• Equilíbrio térmico 
– Volume de absorção/observação 
– Energia de dissociação 
 
• Equilíbrio Térmico 
– Distribuição de Maxwell 
 
 
 
 
 
– Energia de ligação 
 
Estrutura Atômica 
– Distribuição de Maxwell 
 
Estrutura Atômica 
– Lei da ação das massas: 
 
Referências 
- Faria, L.C. Notas de Aula. Instituto de Química. UFG. 1995. 
- D. A. SKOOG, F. J. HOLLER e T. A. NIEMAN – Princípios de Análise 
Instrumental, 5a ed., Saunders, 2002. 
- Junior, I.M.R. Notas de Aula. Instituto de Química. Unicamp. 2003. 
- James N. Miller & Jane C. Miller. Statistics and Chemometrics for Analytical 
Chemistry, fourth edition. Person Education. 
- A. I. VOGEL - Análise Analítica Quantitativa, LTC, 6ª ed., Rio de Janeiro. 
- D. A. SKOOG, D. M. WEST e F. J. HOLLER – Fundamentals of Analytical 
Chemistry, 6a ed., Saunders, 1991. 
- Galen W. Ewing. Métodos Instrumentais de Análise Química (Volume 1). 
Editora Edgard Blücher/Ed. da Universida