ÁTOMOS:
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 28

ÁTOMOS: ESTRUTURA ELETRÔNICA PowerPoint PPT Presentation


  • 91 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

ÁTOMOS: ESTRUTURA ELETRÔNICA. O que fazem os elétrons? Como eles se mantém em órbita? As leis da física eram insatisfatórias para descrever movimento de partículas tão pequenas quanto os átomos. Bohr propôs a elucidação da estrutura atômica pelo estudo

Download Presentation

ÁTOMOS: ESTRUTURA ELETRÔNICA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Tomos estrutura eletr nica

ÁTOMOS:

ESTRUTURA ELETRÔNICA


Tomos estrutura eletr nica

O que fazem os elétrons?

Como eles se mantém em órbita?

As leis da física eram insatisfatórias para descrever

movimento de partículas tão pequenas quanto os átomos.

Bohr propôs a elucidação da estrutura atômica pelo estudo

da natureza da luz emitida pelas substâncias a temperatura

alta ou sob influência de descarga elétrica

Melhor maneira de investigar a estrutura atômica - estudo

da interação dos átomos com a radiação eletromagnética


Tomos estrutura eletr nica

Propriedades das Ondas

  • Todas as ondas têm um comprimento de onda característico, , e uma amplitude, A.

  • A frequência, , de uma onda é o número de ciclos que passam por um ponto em um segundo.

  • A velocidade de uma onda, v, é dada por sua frequência multiplicada pelo seu comprimento de onda.

  • Para a velocidade da luz = c= 2,99x108 m.s-1.

λé geralmente expresso em metros (m) ou nm (visível)

ν é expressa em s-1 (hertz – Hz)


Tomos estrutura eletr nica

Natureza Ondulatória


Tomos estrutura eletr nica

Natureza Ondulatória

  • A radiação eletromagnética se movimenta através do vácuo com uma velocidade de 2,99 x 108 m/s.

  • As ondas eletromagnéticas têm características ondulatórias semelhantes às ondas que se movem na água.


Tomos estrutura eletr nica

Natureza Ondulatória


Tomos estrutura eletr nica

  • Planck: a energia só pode ser liberada (ou absorvida) por átomos em pacotes, chamados quantum(mais tarde denomidos fótons).

  • A relação entre a energia de um fóton e a frequência é

    onde h é a constante de Planck (6,626  10-34 J s).

  • O efeito fotoelétrico fornece evidências para a natureza de partícula da luz - “quantização”.

  • Para entender a quantização, considere a subida em uma rampa versus a subida em uma escada:

  • Para a rampa, há uma alteração constante

  • na altura, enquanto na escada há uma

  • alteração gradual e quantizada na altura.

Energia e Fótons


Tomos estrutura eletr nica

Energia Quantizada e Fótons

Einstein supôs que a luz trafega em pacotes de energia denominados fótons.

A energia de um fóton:

À medida que frequência aumenta , energia aumenta

À medida que comprimento de onda aumenta, energia diminui


Tomos estrutura eletr nica

PROBLEMAS NUMÉRICO

1-Os aparelhos de CD (compact disc) operam com lasers que emitem luz vermelha com o  de 685 nm. Qual é a energia de um fóton desta luz? h = 6,63x10-34 J.s

(nm) ( m)

2- A luz violeta tem =410nm. Qual a sua frequência? Qual é a energia de um fóton de luz violeta? Qual a energia de 1,0 mol de fótons violeta? Compare a energia do fóton de luz violeta com a energia de um fóton de luz vermelha. Qual tem mais energia? Por qual fator?


Tomos estrutura eletr nica

Modelo de Bohr

Bohr propôs alguns postulados:

  • O elétron se move em torno de um núcleo em uma órbita fixa.

  • As órbitas do elétron são restritas, isto é, nem todas órbitas são permitidas em qualquer situação

  • Os elétrons em órbita NÃO emitem energia eletromagnética. Emissão de energia (ou absorção) ocorre somente na passagem de níveis.

  • Cada órbita tem uma energia associada, e a diferença de energia entre dois níveis é igual à energia emitida/absorvida na mudança.


Tomos estrutura eletr nica

  • Sabendo-se que a luz tem uma natureza de partícula, parece razoável perguntar se a matéria tem natureza ondulatória.

  • Utilizando as equações de Einstein e de Planck, De Broglie propôs que todo tipo de matéria apresenta propriedades ondulatórias:

    O momento, mv, é uma propriedade de partícula, enquanto λé uma propriedade ondulatória.

  • De Broglie resumiu os conceitos de ondas e partículas, com efeitos notáveis se os objetos são pequenos.

O comportamento ondulatório da matéria


Tomos estrutura eletr nica

  • Considere uma bola (0,150 Kg) se movendo a 41,6 m/s

  • Um elétron na mesma velocidade:

Fora do espectro eletromagnético

Região IV


Tomos estrutura eletr nica

O princípio da incerteza

  • O princípio da incerteza de Heisenberg: na escala de massa de partículas atômicas, não podemos determinar exatamente a posição, a direção do movimento e a velocidade simultaneamente.

  • Para os elétrons: não podemos determinar seu momento e sua posição simultaneamente.

  • Nova abordagem da estrutura atômica leva em conta natureza ondulatória do elétron, seu comportamento é descrito em termos apropriados para ondas.

  • Modelo descreve precisamente a energia do elétron e define sua localização em termos de probabilidades.


Tomos estrutura eletr nica

  • Schrödinger propôs uma equação que contém os termos onda e partícula.

  • A resolução da equação leva às funções de onda (ψ).

  • A função de onda 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.

Mecânica quântica e

orbitais atômicos


Tomos estrutura eletr nica

Mecânica quântica e

orbitais atômicos


Tomos estrutura eletr nica

Orbitais e números quânticos

  • Se resolvermos a equação de Schrödinger, teremos as funções de onda e as energias para as funções de onda.

  • Chamamos as funções de onda de orbitais.

  • A equação de Schrödinger necessita de três números quânticos:

    • Número quântico principal, n. Informa a respeito da energia do orbital. À medida que n aumenta, o orbital torna-se maior e o elétron passa mais tempo mais distante do núcleo. n pode ser qualquer número inteiro de 1 a

Mecânica quântica e

orbitais atômicos


Tomos estrutura eletr nica

Mecânica quântica e orbitais atômicos


Tomos estrutura eletr nica

Mecânica quântica e orbitais atômicos

Orbitais e números quânticos

  • Os orbitais podem ser classificados em termos de energia para produzir um diagrama de Aufbau.

  • Observe que o seguinte diagrama de Aufbau é para um sistema de um só elétron.

  • À medida que n aumenta, o espaçamento entre os níveis de energia torna-se menor.


Tomos estrutura eletr nica

Mecânica quântica e orbitais atômicos

Orbitais e números quânticos


Tomos estrutura eletr nica

Representações dos orbitais

Orbitais s

  • Todos os orbitais s são esféricos.

  • À medida que n aumenta, os orbitais s ficam maiores.


Tomos estrutura eletr nica

Representações dos orbitais

Orbitais p

  • Existem três orbitais p, px, py, e pz.

  • Os três orbitais p localizam-se ao longo dos eixos x-, y- e z- de um sistema cartesiano.

  • As letras correspondem aos valores permitidos de ml, -1, 0, e +1.

  • Os orbitais têm a forma de halteres.

  • À medida que n aumenta, os orbitais p ficam maiores.

  • Todos os orbitais p têm um nó no núcleo.


Tomos estrutura eletr nica

Orbitais p

Representações dos orbitais


Tomos estrutura eletr nica

Representações dos orbitais

Orbitais d e f

  • Existem cinco orbitais d e sete orbitais f.

  • Três dos orbitais d encontram-se em um plano bissecante aos eixos x-, y- e z.

  • Dois dos orbitais d se encontram em um plano alinhado ao longo dos eixos x-, y- e z.

  • Quatro dos orbitais d têm quatro lóbulos cada.

  • Um orbital d tem dois lóbulos e um anel.


Tomos estrutura eletr nica

Representações dos orbitais


Tomos estrutura eletr nica

Representações dos orbitais

  • Elétron comporta-se como se tivesse uma rotação, como a Terra.

  • A descrição completa de um elétron em um átomo requer quatro números quânticos: n, l, ml, ms


Tomos estrutura eletr nica

Atribuição dos elétrons


Tomos estrutura eletr nica

Configuração eletrônica dos íons

  • Para formar um cátion a partir de um átomo neutro, um ou mais elétrons de valência são removidos:

    Na: 1s2 2s2 2p6 3s1

    Na+: [1s2 2s2 2p6 ]+ e-

    Átomos e íons com elétrons desemparelhados são paramagnéticos (podem ser atraídos por um campo magnético). Do contrário são ditos diamagnéticos.


Tomos estrutura eletr nica

  • Exercícios

    1- Dê a configuração eletrônica do enxofre, usando as notações spdf, do gás nobre e de orbitais em caixas. Z=16

    2- Dê a configuração eletrônica do cobre, e dos seus íons +1 e +2. Algum desses é paramagnético? Quantos elétrons desemparelhados há em cada um deles? Z=29

    3- Utilizando a configuração eletrônica condensada para elétrons mais internos e de quadrículas para elétrons de valência, determine o número de elétrons desemparelhados nos seguintes átomos:

    Ti - (Z=22)

    Ga - (Z=31)

    Rh - (Z=45)

    I - (Z=53)

    4- Dê a configuração de orbitais em caixas para K+ e Cl-.


  • Login