Buscar

aula 7 - modelo-quantico

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 33 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 33 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 33 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

Modelo 
Quântico 
Luz solar  radiações distribuídas em 
uma faixa contínua de freqüências  
Prisma  Arco-íris 
Radiação Eletromagnética 
Energia  
 l n  
Espectro Eletromagnético 
James Clerk Maxwell: forças elétricas e 
magnéticas têm a mesma natureza 
Espectro Eletromagnético e Energias Associadas 
Modelo atômico de Bohr 
 
Niels Henrick David Bohr: físico dinamarquês cujos 
trabalhos contribuíram decisivamente para a 
compreensão da estrutura atômica e evolução da 
física quântica. Nobel de Física em 1922. 
“Aqui estão algumas leis que parecem impossíveis, 
porém elas realmente parecem funcionar”. 
1º Modelo Baseado na Quantização de Energia 
 
“No átomo, os elétrons não emitem radiações ao permanecerem na 
mesma órbita, portanto, não descrevem movimento em espiral em 
direção ao núcleo (1913)” 
1) O elétron gira ao redor do núcleo em órbitas circulares onde o 
momento angular orbital é constante 
  raios correspondem aos níveis de energia permitidos 
 
 
• momento angular de uma partícula é definido pelo produto vetorial do 
vetor posição da partícula (em relação a um ponto de referência) pelo seu 
momento linear . 
 
 Modelo Atômico Baseado na Teoria Quântica 
Postulados de Bohr 
(formulados com base no átomo de Hidrogênio) 
3) Elétron  pode mudar de um estado estacionário a outro mediante 
a emissão ou absorção de energia igual à diferença de energia entre 
estados  ΔE= h 
As energias permitidas para o elétron 
no H são dadas pela equação: 
E=- RH (1/n
2) 
RH: 2,178719 . 10
-18 J (constante de Rydberg para o H) 
n: número inteiro característico de cada órbita permitida 
 : número Quântico Principal  varia de 1 a ∞ 
2) H  Uma vez estando em uma órbita permitida a sua energia é 
constante (órbita estacionária de energia) 
Energia 
Emissão 
de fóton 
Diagrama de níveis de energia: H 
Estado Fundamental 
Estados Excitados 
Calculo da diferença de energia 
entre dois níveis: 
 
ΔE= E3 – E2 =-2,42 –(-5,45)=3,03 . 10
-19 J 
como: ΔE= h 
= 4,567 . 1014 s-1 
e como: l= c/ 
 l= 6,565 . 10-7 m (656,5 nm) 
 
h= 6,626x10-34 J.s 
ΔE/h=  
 , 
 
Descarga elétrica 
 
Fenda 
 
Prisma 
 
 
 
Detector 
Montagem esquemática para obtenção do espectro de H 
Vapores a baixa pressão  freqüências características de cada elemento 
(Temp. ou DDP) 
Descontinuidade dos espectros atômicos  pode ser explicada pela 
Quantização de Energia (Planck) e pelo Efeito Fotoelétrico (Einstein) 
Linhas espectrais do sódio 
Linhas espectrais do potássio 
Séries do espectro do átomo de H 
Apesar de trazer avanços significativos para a 
teoria da estrutura atômica, este modelo foi 
capaz de explicar de modo satisfatório apenas o 
espectro do H e de íons hidrogenóides! 
E
n
e
rg
ia
 
( )2 2
Balmer (1885)
1 1 1
 
2
3, 4, 5...
 
 
HR
n
n
l
= -
=
•Mecânica Quântica 
 
•Observações Experimentais 
1 
λ 
Planck  a energia emitida ou absorvida por um 
corpo não pode ter um valor qualquer 
  múltiplo inteiro de uma quantidade 
 fundamental 
Planck: o nascimento da teoria quântica 
Física Clássica  várias limitações (fenômenos escala atômica) 
  a energia é contínua e independe da freqüência 
Radiação emitida por corpos aquecidos  discrepâncias entre 
resultados experimentais e resultados teóricos 
Quantum de Energia  ΔE= nh 
 a energia emitida é descontínua ou quantizada 
Radiação – Corpo negro 
Efeito Fotoelétrico 
1- Os elétrons são emitidos 
imediatamente. 
 
2- Um aumento na intensidade da luz 
aumenta o número de fotoelétrons, 
mais não sua energia cinética máxima 
 
3-A incidência de luz vermelha não 
causa emissão de elétrons, não 
importando sua intensidade 
 
4- Uma luz violeta fraca ejetará poucos 
elétrons, mais suas energias cinéticas 
serão maiores que as luzes intensas de 
comprimento de onda maiores. 
Sódio metálico 
Luz incide 
no vácuo 
Elétrons 
ejetados da 
superfície 
A radiação eletromagnética propaga-se na forma de ”pacotes” de energia 
(Fótons)  que quando têm energia adequada, rompem as forças de 
atração entre o núcleo e o elétron  E= h 
Fótons 
(absorvidos) 
Elétrons 
(emitidos) 
Einstein (1905): a explicação do efeito fotoelétrico 
Utilizou a Teoria Quântica de Planck  explica como os 
elétrons são emitidos de uma superfície metálica, 
quando sobre ela incide radiação eletromagnética 
Energia cinética dos elétrons emitidos  depende da  
  divergência com a Física Clássica 
 incidente: 
valor mínimo 
2De Broglie (1924) 
para o fóton
para uma part ícula
c
E h h mc
h
mc
h
mv
n
l
l
l
= = =
= \
= \
Dualidade 
Onda-Partícula 
O princípio da Incerteza 
(1925-1927) 
The more precisely the position is determined, the less precisely 
the momentum is known in this instant, and vice versa. 
--Heisenberg, uncertainty paper, 1927 
 
 
 
Significa que NÃO PODEMOS utilizar a expressão 
clássica (determinística) de Newton para partículas 
pequenas 
E. Schrödinger 
(1926) 
“ .. Se conseguirmos resolver a equação 
acima, todas as propriedades do sistema 
 serão determinadas ..” 
Bohr 
Orbitas estáveis cujo raio 
varia com o número 
quântico principal 
espectro do 
átomo de H 
espectro dos outros 
átomos 
A medida que o elétron fica mais 
localizado em um dado volume, sua 
energia aumenta, mantendo-o em 
um orbital permitido 
Elétrons confinados no espaço 
ondas estacionárias 
explica não explica 
Princípio da 
incerteza de 
Heisenberg 
Probabilidade de um 
elétron se manifestar em 
um dado ponto no espaço 
Equação de Schrödinger 
especifica a posição e o 
momento do elétron 
Uma expressão 
conhecida como 
função de onda 
agem como 
 com 
propriedades 
descritas por 
que as amplitudes 
representam a 
em termos 
de 
O modelo atômico ondulatório 
Equação de onda Função de onda (). 
 Cada solução da equação de onda = função de onda = Ψ 
 
1. Somente são permitidas certas funções de 
onda. 
 
2. Cada função de onda  corresponde a uma 
energia permitida para o elétron. 
 
3. O quadrado de  (2) fornece a probabilidade 
de se encontrar o elétron numa certa região do 
espaço = orbitais. 
 * O comportamento químico de um elemento 
depende basicamente dos elétrons com o maior 
valor de n (e- de valência). Portanto o tipo, as 
formas e as orientações são importantes. 
 
4. Para resolver a equação de Schrödinger de 
um elétron no espaço tridimensional, é 
necessário introduzir três números inteiros – 
os números quânticos n, l e ml. 
Uma expressão 
conhecida como 
função de onda 
n =1, 2, 3,... número 
quântico principal 
(distância média do 
elétron do núcleo - 
energia) 
= 0 até n -1 número 
quântico momento angular 
(região de probabilidade 
do elétron- forma) 
m = - ..., 0, ...+ número 
quântico magnético 
( orientação da região no 
espaço) 
cuja a forma é governada pelos 
números quânticos 
distribuição radial 
da densidade 
eletrônica 
juntos definem um 
orbital atômico 
determina 
Com no máximo 
dois elétrons 
Números quânticos 
 
Número quântico principal, n 
Designa a camada em que o e- se encontra. 
A distância média do núcleo e a energia potencial 
Valores permitidos: 1, 2, 3, 4, 5,... 
 
Número quântico do modeloangular (azimutal), l 
Especifica a subcamada e  a forma e orientação do orbital 
Está relacionado com a quantização do momento angular orbital 
Valores permitidos: de 0 até n-1 
 (0 = s; 1 = p; 2 = d; 3 = f; ...) 
 
Número quântico magnético, ml 
Fornece informações sobre a orientação do orbital no espaço 
Valores permitidos: intervalo –l a +l 
 (para l=1; ml = -1, 0, +1) 
 
Número quântico spin, ms 
Especifica o spin do elétron 
Valores permitidos: +1/2 ou -1/2 
 
Números quânticos 
N 
Valores 
possíveis 
de l 
Designação 
do subnível 
Valores possíveis 
de ml 
Número de 
orbitais no 
subnível 
Número 
total de 
orbitais 
no nível 
1 0 1s 0 1 1 
2 0 2s 0 1 
1 2p 1, 0, -1 3 4 
3 0 3s 0 1 
1 3p 1, 0, -1 3 
2 3d 2, 1, 0, -1, -2 5 9 
4 0 4s 0 1 
1 4p 1, 0, -1 3 
2 4d 2, 1, 0, -1, -2 5 
3 4f 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3 7 16 
Orbitais atômicos 
Orbitais atômicos 
Spin eletrônico 
Qualquer partícula com carga ou com spin, possui 
momento magnético. 
 
Alguns elementos possuem elétrons desemparelhados - 
 Ag: (Kr) 4d10 5s1 Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 
Paramagnetismo

Materiais relacionados

Perguntas relacionadas

Materiais recentes

Perguntas Recentes