ESTRUTURA ATOMICA-1-2aula

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PERNAMBUCO
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
Prof.º Felicíssimo Graciliano Sady Costa
*
1ª PARTE
*
ESTRUTURA ATÔMICA
Átomos 
 Núcleo (prótons e nêutrons) + elétrons.
Cargas
 Elétrons e Prótons têm cargas negativa e positiva respectivamente, de mesma magnitude: 1,6 x 10-19 Coulombs.
 Nêutrons são eletricamente neutros.
*
Massas 
Prótons e Nêutrons têm a mesma massa: 1.67 x 10-27 kg
 A massa do Elétron é muito menor, 9.11x10-31 kg e pode ser desprezada no cálculo de massas atômicas.
*
Massa atômica (A) 
 massa de prótons + massa de elétrons
prótons fornecem a identificação química do elemento
 número de prótons = número atômico do elemento (Z)
 nêutrons define o número do isótopo do elemento
*
Isótopos
Várias formas de um mesmo elemento, que se diferenciam entre si pelo número de nêutrons presentes em seu núcleo (12C, 13C, etc);
Peso atômico
 média das massas atômicas dos isótopos do átomo
Unidade de massa atômica (uma) 
1 uma = 1/12 da massa atômica do 12C;
*
Mol
 23
 6,023 x 10 átomos ou moléculas equivale a um mol de substância
Este valor corresponde ao Número de Avogadro (Nav)
Nav = 1 g/ 1 uma
mol = 1 (uma/átomo ou molécula) = 1 (g/mol).
*
Modelo de Bohr para um átomo
Núcleo
*
Os elétrons circundam o núcleo em níveis discretos de energia
A posição de qualquer elétron é bem definida em termos de sua orbital
Um elétron pode se mover de um nível para outro de energia, mas ele só deve se mover para um nível próximo se ceder ou adquirir energia suficiente para isso. 
*
Modelo da Mecânico-Ondulatório
 Elétron exibe características tanto de onda quanto de partícula
Criada a ideia de sub-orbitais para cada nível primário de energia
 
*
Princípio da exclusão de Pauli
Apenas dois elétrons podem ocupar um orbital e que esses elétrons devem ter spins opostos
*
 Números Quânticos
Números usados para classificar individualmente os elétrons, em função das suas energias, da forma da nuvem eletrônica, da orientação da nuvem e da rotação 
*
um elétron pode ser caracterizado por 4 números quânticos
n - número quântico principal (energia do elétron)
l - segundo número quântico (forma da nuvem eletrônica)
ml - terceiro número quântico (orientação da nuvem eletrônica o espaço)
ms - quarto número quântico (representa a rotação (spin) do elétron)
*
2ª PARTE
IMPACTO DAS LIGAÇÕES NAS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
*
ELÉTRONS NOS ÁTOMOS
Têm estados discretos de energia
 Tendem a ocupar o mais baixo estado de energia
*
As propriedades são em última análise determinadas por:
tipos de átomos presentes
Orientações relativas
Natureza de ligações entre eles
*
Considerando o Modelo de Bohr os elétrons orbitam o núcleo que se encontra positivamente carregado em níveis de energia distintos
A representação dos elétrons pode ocorrer por partículas ou ondas
*
É conveniente pensar em um elétron como uma nuvem eletrônica, na qual ele estará presente em diferentes locais da nuvem, em diferentes momentos 
A ocupação dos orbitais segue regras específicas governadas pela mecânica quântica, que permitem caracterizar a energia do elétron, a forma da nuvem, a orientação da nuvem no espaço e a rotação do elétron
*
A tal caracterização dá-se o nome números quânticos
O quarto número (spin) que representa a rotação do elétron, não tem relação com os outros e pode assumir dois valores
( MS = + ½ e MS = - ½ )
*
Spins Paralelos
Elétrons com o mesmo valor de Ms
Spins Antiparalelos
Elétrons com valores opostos de Ms 
*
Os elétrons preenchem os estados de energia mais baixos disponíveis, com dois elétrons com spins contrários por sub-orbitais, até que todos os elétrons estejam distribuídos
*
ESTADO FUNDAMENTAL DE UM ÁTOMO
Todos os seus elétrons nos níveis de energia mais baixos possíveis ( não violar o Princípio de Exclusão de Pauli)
Quando provocados por energia ou campos magnéticos, alguns elétrons se movem temporariamente para níveis mais altos de energia
 
 
*
CONFIGURAÇÕES ESTÁVEIS
Observadas quando a camada mais externa ou camada de valência, está completamente preenchida com elétrons
 Tendem a ser não reativos 
Os elétrons que ocupam a camada de valência são responsáveis pelas ligações interatômicas
*
*
*
LIGAÇÕES ENTRE ÁTOMOS
Os átomos interagem entre si inicialmente, com os elétrons mais externos (valência)
São os mais importantes na determinação da ligação entre os átomos
Quando o nível de energia mais externo está completamente preenchido, não há razão termodinâmico para que um átomo se ligue ao seu vizinho 
*
Quando as camadas externas do átomo não estão preenchidas, os átomos perdem, ganham ou compartilham elétrons com outros átomos em um processo que serve como base para as ligações químicas
A interação entre os átomos é uma mistura de forças de atração e repulsão
*
Quando afastados praticamente não têm interação
Quando se aproximam atuam as forças de atração e de repulsão
Elétrons de valência são repelidos pela nuvem eletrônica negativa do átomo adjacente
São atraídos pelo núcleo positivo
*
TABELA PERIÓDICA
*
O que faz uma molécula ser diferente de outra?
*
A natureza específica da interação entre os átomos depende do estado dos elétrons de valência e do tipo de ligação que se forma
*
Ligações Interatômicas
 Ligações Iônicas
 
Ligações Covalentes
 
Ligações Metálicas