Física atômica

Física atômica

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Márcia Russman Gallas (FIS01184) IF-UFRGS

6.1 AlgumasPropriedadesdos Átomos 6.2 NúmerosQuânticos 6.3 MomentoAngular Total 6.4 EstruturaAtômica 6.5 TabelaPeriódica 6.6 Espectrosde RaiosX e o NúmeroAtômico

Unidade2 –Aula 6 FísicaFísica AtômicaAtômica**

What distinguished Mendeleev was not only genius, but a passion for the elements. They became his personal friends; he knew every quirk and detailof their behavior. J. Bronowski

DimitriMendeleev

* Traduçãoe adaptaçãolivredasaulasdo Professor

Rick Trebinoem: w.physics.gatech.edu/frog http://www.if.ufrgs.br/~marcia/textos.html

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6.1: Algumas Propriedades dos Átomos

São estáveis; Se combinamentresimoléculase sólidos;

Átomos podem ser agrupados em famílias – semelhanças nas propriedades químicas e físicas Tabela Periódica;

Emiteme absorvemluzhf= Ealta–Ebaixa; Possuemmomentoangular e magnetismo.

Física Quântica pode explicar estas propriedades!!

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6.2: Números Quânticos

Os números quânticosdescrevem as energias dos elétrons nos átomos e são de enorme relevância quando se trata de descrever a posição dos elétrons nos átomos.

A tabela abaixo resume os significados de cada número quântico e os valores que eles podem assumir.

nome símbolo significado do orbital faixa de valores número quântico principal camada número quântico azimutal subnível número quântico magnético deslocamento de energia número quântico de spin spin

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Números Quânticos

1. Número quântico principal, nENERGIA

Para o átomo de hidrogênio (ou de qualquer outro átomo monoeletrônico de carga nuclear Z) a energia é dada por:

2. Número quântico de momento angular, lFORMA DAS ÓRBITAS

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Números Quânticos

3. Número quântico magnético, ml especifica a orientação permitida para uma nuvem eletrônica no espaço, sendo que o número de orientações permitidas está diretamente relacionado à forma da nuvem (designada pelo valor de l). Dessa forma, este número quântico pode assumir valores inteiros de -l, passando por zero, até +l.

l = 0: corresponde ao subnívels, onde existe somente uma orientação (ml= 0).

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3. Número quântico magnético, ml l = 1: corresponde ao subnívelp, onde existem três orientações permitidas, que surgem em decorrência dos três valores de ml(+1, 0, -1). Os três orbitais p são denominados px, pye pze são orientados de acordo com os três eixos cartesianos (x, y e z).l= 2: corresponde ao subníveld onde existem cinco orientações permitidas, ou seja, cinco

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4. Número quântico de spin, ms

O número quântico de spin indica a orientação do elétron ao redor do seu próprio eixo. Como existem apenas dois sentidos possíveis, este número quântico assume apenas os valores - 1/2e +1/2, indicando a probabilidade do 50% do elétron estar girando em um sentido ou no outro.

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6.3: MomentoAngular Total

L, Lz, S, Sz,J,e Jzsãoquantizados.

Momentum Angular OrbitalMomentoAngular de Spin Momento Angular Total

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Se je mjsãonúmerosquânticosparao átomode hidrogênio:

O númeroquânticoparao momentoangular total paraum único elétron pode ter sómente os valores

Momento Angular Total

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Princípiode Exclusãode Pauli

Para entenderdados experimentaisde espectroscopiaatômica, Pauli propôs seu princípio de exclusão:

Dois elétrons num átomo não podem ter o mesmo conjunto

, ms)

de númerosquânticos(n, ℓ, mℓ

férmions

Istose aplicaa todasas partículascom spin ½, quesãochamadasde

A tabelaperiódicapodeser entendidausando-se duasregras:

Os elétronsnum átomotendema ocuparo estadode mais baixa energia disponíveis para eles.

Princípiode Exclusãode Pauli.

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