O atual modelo atômico, Notas de estudo de Química

Baixe O atual modelo atômico e outras Notas de estudo em PDF para Química, somente na Docsity! O Atual Modelo Atômico Equipe: oBreno Caio Silva da Silva oEduardo Tavares Silva da Silva oLuis Antonio Souza Simões oYgor Pará Silva oMarlon da Silva Soares PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Um pouco de história... PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com • Baseado na idéia da “quantização” e da existência dos fótons, • Bohr introduziu o seu modelo para o átomo de hidrogênio, baseado em 4 postulados: 1. Um elétron se move em uma órbita circular em torno do núcleo sob influência da atração coulombiana do núcleo, (mecânica clássica). PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 2. O elétron só pode se mover em órbitas que apresentem momentos angulares L “quantizados” 3. O elétron fica em órbitas “estacionárias” e não emite radiação eletromagnética. Portanto, a sua energia total E permanece constante. 4. Radiação é emitida se um elétron, que se move inicialmente numa órbita de energia Ei , muda para uma órbita de energia Ef . Em outras palavras, o átomo emite um fóton PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com • O modelo de Bohr explicou as raias espectrais, conhecidas para o átomo de hidrogênio, e mostrou que deveriam existir outras, fora do espectro visível. • A teoria de Bohr foi muito bem sucedida, quando aplicada ao átomo com apenas 1 elétron (Hidrogênio, deutério e hélio ionizado). • Quando se tratava de espectros de átomos mais complexos, com diversos elétrons, surgiram dificuldades em adaptar a teoria. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com • Erwin Schrödinger (1927) conseguiu adaptar ao elétron as teorias de Heisenberg e De Broglie • Utilizando-se equações do movimento de ondas, em coordenadas cartesianas, ele conseguiu deduzir equações matemáticas que determinam regiões no SCHRÖDINGER E AS FUNÇÕES DE ONDA espaço, onde temos a máxima probabilidade de se encontrar determinado elétron. • Esta região é denominada ORBITAL do elétron. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com • A equação possibilitou relacionar a energia do sistema eletrônico com suas propriedades ondulatórias, para qualquer elétron, de qualquer átomo, de todos os elementos químicos. • A função de onda (ψ)fornece o contorno do orbital eletrônico. • O quadrado da função de onda fornece a probabilidade de se encontrar o elétron, isto é, dá a densidade eletrônica para o átomo. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com • Para resolver a equação de Schrödinger para um elétron no espaço tridimensional, três números inteiros – os números quânticos – são parte integral da solução matemática ( ) ( ) ( ) ( )φθψφθ FPrr =Ψ ,, l número quântico orbital n número quântico principal m número quântico magnético PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com O Número quântico magnético(m): Ele tem números inteiros que variam entre -l e +l, quando l = 0,então m = 0 Número Quântico Principal, n (Camada) Número Quântico Azimutal, l (Subcamada) Designação da subcamada Número Quântico magnético, m (Orbital) Números de Orbitais na subcamada 1 0 1s 0 1 2 0 1 2s 2p 0 -1 0 +1 1 3 3 0 1 2 3s 3p 3d 0 -1 0 +1 -2 -1 0 +1 +2 1 3 5 4 0 1 2 3 4s 4p 4d 4f 0 -1 0 +1 -2 -1 0 +1 +2 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 1 3 5 7 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ¢ O quadro abaixo mostra em cada nível os subníveis ali existentes ¢ As letras "s", "p", "d“ e "f" foram extraídas do inglês: sharp, principal, diffuse e fundamental, respectivamente. ¢ Estas palavras estão relacionadas com os espectros de emissão. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Formas dos orbitais s e p orbital s orbital p PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com • O físico Wolfgang Pauli estabeleceu o princípio da exclusão segundo o qual : • Num átomo nunca existem 2 elétrons com seus 4 números quânticos iguais • Isto implica que: Num orbital, encontram-se no PRINCÍPIO DA EXCLUSÃO máximo 2 elétrons e eles possuem spins opostos. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com • Friederich Hund estabeleceu um princípio segundo o qual “num subnível, enquanto todos os orbitais não receberem o 1º elétron, nenhum deles receberá o 2º elétron” REGRA DE HUND • Princípio da Máxima Multiplicidade ou Regra de Hund representação gráfica do subnível 3d que possui 7 elétrons PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com NÚCLEO ATÔMICO • Onde se encontram principalmente duas espécies de partículas: "PRÓTONS e NEUTRONS". Eles possuem massas praticamente iguais. O próton é o responsável "pela carga positiva“ • Os nêutrons são partículas "sem carga" e de massa aproximadamente igual à do próton e se encontram nos núcleos dos átomos. • Os prótons e nêutrons determinam praticamente a massa do átomo, pois os elétrons têm massa desprezível em relação àquelas anteriores PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com • Cada interação tem seu mediador: ▫ Interação eletromagnética tem o fóton como seu mediador; ▫ Interação forte, os glúons; ▫ Interação fraca os bósons de gauge W+, W- e Z0 ▫ Interação gravitacional, apesar de não ter sido ainda detectado, há a proposta para o gráviton PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com APLICAÇÕES • Nanotecnologia que está associada a diversas áreas (como a medicina, eletrônica, ciência da computação, física, química, biologia e engenharia dos materiais) de pesquisa e produção na escala nano (escala atômica). PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com • Energia Nuclear • Laser • ... PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com CONCLUSÃO • “Aqui estão encobertos segredos tão grandes a pensamentos tão elevados que, apesar das tentativas de centenas de sábios dos mais perspicazes, que durante milênios trabalharam para desvendá-los, ainda não foram revelados, de forma que ainda é possível gozar o prazer e o regozijo proporcionado pelo trabalho criativo e pelas descobertas”. Estas palavras de Galileu Galilei, ditas há mais de três séculos, são ainda muito atuais PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Referências bibliográficas • HAWKING, Stephen, Uma breve história do tempo. Do big bang aos buracos negros, Rio de Janeiro, Rocco, [1988] 2002. • FELTRE, Ricardo; YOSHINAGA, Setsuo. Atomística: teoria e exercícios / Ricardo Feltre, Setsuo Yoshinaga. São Paulo, Ed. Moderna, 1974. • BRADY, James E.; HUMISTON, Gerard E. Química Geral vol 01. 2aEdição. Rio de Janeiro, Editora LTC • KOTZ, John C., Química geral e reações químicas / John C. Kotz, Paul M. Treichel Jr.; tradução técnica Flávio Maron Vichi. São Paulo: Cengage Learning, 2008 • UTIMURA, Teruko Y., Química: livro único / Teruko Yamamoto Utimura, Maria Linguanoto; São Paulo : FTD, 1998 • BORN, Max, Problemas da Física moderna; [tradução Gita K. Guinsburg] - São Paulo: Perspectiva, 2006 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com