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Estrutura Atômica – Modelo de Bohr QUÍMICA GERAL 1 Os postulados de bohr ➢ Somente órbitas de certos raios, correspondendo a certas energias definidas, são permitidas para os elétrons em um átomo; ➢ Um elétron em certa órbita permitida tem certa energia específica e está em um estado de energia “permitido”. Um elétron em um estado de energia permitido não irradiará energia e, portanto, não se moverá em forma espiral em direção ao núcleo; ➢ A energia só é emitida ou absorvida por um elétron quando ele muda de um estado de energia permitido para outro. Essa energia é emitida ou absorvida como fóton, E = h.ʋ Espectros Raias ➢ Os trabalhos de Planck 1900 e de Einstein 1905 abriram caminho para o entendimento da organização eletrônica dos átomos; ➢ Foram as teorias necessárias para o surgimento de um novo modelo atômico. Espectros de Linhas e o Modelo de Bohr ➢ Como os estados de energia são quantizados, a luz emitida por átomos excitados deve ser quantizada e aparecer no espectro de linhas; ➢ Portanto, Bohr deduziu uma equação que corretamente previu os vários níveis de energia para o átomo de hidrogênio, que correspondia diretamente com as linhas emitidas no espectro do hidrogênio. Limitações do modelo de bohr ➢ Apesar do modelo de Bohr ser incompleto e insatisfatório, ele é importante, pois introduz a ideia de quantização da energia dos elétrons num átomo. ➢ Isto significa também que a energia é descontínua, ou seja, existem unidades mínimas e, portanto, finitas de energia. ➢ Também significa que o elétron, quando está ocupando um determinado nível energético dentro de um átomo, não emite energia mesmo que esteja em movimento. ➢ Pode explicar adequadamente apenas o espectro de linhas do átomo de hidrogênio; ➢ Descreve o elétron como uma partícula circulando ao redor do núcleo, sendo que o elétron apresenta propriedades ondulatórias. Contribuições de Sommerfeld Refinamento do Modelo de Bohr Contribuições de SommerfeldRefinamento do Modelo de Bohr ➢ Os postulados de Bohr foram projetados para sistemas (átomos) monoeletrônicos, onde o estado energético de um elétron era descrito por um único parâmetro: O número quântico principal (n). ➢ O Modelo de Bohr é restrito, pois não consegue explicar espécies polieletrônicas, as quais exigem mais de um parâmetro para serem interpretadas. ➢ Deve-se a Arnold Sommerfeld (1916) a extensão da teoria de Bohr e outros átomos, com aceitação das órbitas elípticas, além das circulares, daí introduziu um segundo parâmetro: O número quântico secundário ou azimutal(l) Postulados da Teoria de Sommerfeld-Bohr 1. Para um único elétron em movimento, a energia depende apenas do número quântico principal, ou seja, todas as órbitas são degeneradas nesse nível. Sendo assim o elétron tem apenas a órbita circular. 2. No caso de um átomo com mais de um elétron, a posição de um elétron dependeria, a cada instante, da posição dos outros. O campo magnético não apresenta simetria esférica, e para órbitas elípticas a energia seria diferente daquela para órbitas circulares de mesmo n. Nesse caso o valor do número quântico secundário varia de zero a três. A Cada órbita foi atribuída uma letra (s, p, d, f), conhecidos como subnível de energia. Modelo Atual do Átomo: (Modelo Quântico do Átomo) ➢ Modelo Quântico do Átomo exige um estudo mais aprofundado do comportamento matéria. ➢ O físico francês Louis de Broglie, baseado: Louis de Broglie (1892-1987) ❖ No efeito fotoelétrico (Albert Einstein); ❖ Na proposta de Max Planck; ❖ No modelo atômico de Bohr para o átomo de hidrogênio. ➢ Em 1924, postulou que os elétrons também apresentavam natureza ondulatória. ➢ De Broglie associou : ➢ Com a descoberta de Louis de Broglie, outros questionamentos surgiram na época. ➢ O físico alemão Werner Heisenberg propôs que a natureza dual da matéria limita a posição com que podemos determinar a posição e o momento (velocidade) de um objeto em um dado instante. ➢ A proposta de Heisenberg ficou conhecida como, Princípio da Incerteza. ➢ Em 1926, o físico austríaco Erwin Schrödinger propôs uma equação que incorpora tanto o comportamento ondulatório quanto o de partícula das partículas subatômica. ➢ Segundo Schrödinger o elétron apresenta onda estacionárias de menor energia e outra de maior energia. ➢ Equação de onda de Schrödinger ➢ A resolução da equação de Schrödinger produz um conjunto de função de onda que ficou conhecido com (Orbitais). ➢ Estava proposto o Modelo Quântico do Átomo. Orbitais Atômicos ➢ Região de máxima probabilidade de encontrar os elétrons. ➢ Representado por caixas Número Quânticos: 1. Número Quântico principal (n) Parâmetro principal que determina a energia do elétron 2. Número Quântico secundário ou azimutal (l) Relacionado com o formato dos orbitais, varia de 0-3 3. Número Quântico Magnético (m) Associado à orientação do orbital no espaço quando relacionado um campo magnético. 4. Número Quântico Spin (S) ➢ Específica o momento angular intrínseco do elétron; ➢ Condição da mecânica Quântica (Equação de Schrödinger.
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