TEORIA AT

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TEORIA ATÔMICA

• CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA
• CELSO SUCKOW DA FONSECA CEFET/RJ

Departamento de Disciplinas Básicas e Gerais -
DEPBG
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A Evolução do Modelo Atômico

• 400 a.C. Demócrito Toda a matéria é formada
  por átomos.

3
Natureza Elétrica da Matéria
Prof. Antonio Guerra CEFET/RJ
Existências de partículas carregadas eletricamente
4
Raios Catódicos

• Características dos raios catódicos
• Deslocam-se em linha reta
• Giram pequenos moinhos (partículas)
• Reagem sob ação de campos E e B (carga -)
• Apresentam sempre mesma massa e carga
  independente da natureza dos eletrodos ou do gás
• Foram chamadas elétrons ? partículas carregadas
  negativamente.

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A Carga e a Massa do Elétron

• Experimento de Thomson (1904)

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Íons Positivos e Partículas Nucleares

• Experimento de Goldstein

7
O Átomo de Rutherford
8
Espectros de Massas e os Isótopos

• Espectrômetros de Massas

OU
A Número de massa (prótons nêutrons) Z
Número atômico (prótons)

• Determinação de isótopos estáveis.

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Designação do átomo

• Z ? natureza do elemento químico, podendo ser
  omitido.
• Todos os átomos de um certo elemento químico ?
  mesmo número atômico
• Átomos com mesmo número atômico e massas
  diferentes ? ISÓTOPOS
• ISÓBAROS ISÓTONOS
  ISOELETRÔNICOS
• PESOS ATÔMICOS ? Massa média dos átomos (uma)
• EXERCÍCIOS

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O Espectro Eletromagnético
11
O Espectro Atômico
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RH 1,09737x10-2nm-1 (Cte Rydberg)
Séries Espectrais
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O Átomo de Bohr

• Postulados
• Os elétrons ocupam uma posição definida no átomo,
  chamada nível de energia no qual não irradia
• Quando os elétrons estão localizados nos níveis
  de energia mais baixos, o átomo está no estado
  fundamental
• Quando o elétron absorve uma quantidade definida
  de energia (?Eh?) é promovido para níveis de
  energia mais altos (estado excitado)
• No estado excitado, os elétrons com excesso de
  energia decaem para níveis de energia mais
  baixos, emitindo a energia excedente.

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Modelo de Bohr
A 2,18x10-18J
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A Dualidade Partícula-Onda
Ex ? de um grão de areia? m 0,000010 g v
0,010 m/s h 6,63x10-34J.s
Efóton hc/?
16
O Princípio da Incerteza de HeisenbergÉ
impossível determinar, simultaneamente, a posição
como o momento de uma partícula com exatidão em
um certo instante.
Ex1 ?x de uma bola de gude? m 1,0 g ?v 1,0
mm/s
Ex2 ?v de um elétron confinado numa caixa de ?x
200 pm?
17
Ex1 ?x de uma bola de gude? m 1,0 g ?v 1,0
mm/s
18
(No Transcript)
19
Números Quânticos
n 1 2 3 4 5 ...
K L M N O ...

• Número Quântico Principal (n)

• Número Quântico Momento Angular ou Azimutal (l)

l 0 1 2 3 4 5 ...
s p d f g h ...
Sharp (s) Principal (p) Diffuse (d) Fundamental
(f)
l 0 a (n 1)
20
(No Transcript)
21
Diagrama de Níveis de Energia

• Cada orbital é representado por um traço
• A energia da subcamada aumenta com o valor de n
• Com o aumento de n, o espaço entre as subcamadas
  diminui
• A partir de n3 ocorre sobreposição de camadas
• Os orbitais de uma mesma subcamada possuem a
  mesma energia nos átomos isolados.

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Orbitais Atômicos
23
Spin Eletrônico
24
Princípio da Exclusão de Pauli

• Dois elétrons nunca terão o mesmo conjunto de
  quatro números quânticos

Subcamada No Orbitais No max e-
s 1 2
p 3 6
d 5 10
f 7 14
Número máximo de elétrons por subcamada
Camada n No max e-
K 1 2
L 2 8
M 3 18
N 4 32
. . .
Número máximo de elétrons por camada
?maxe 2n2
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Regra de Hund

1. Os elétrons são distribuídos isoladamente e com o
   mesmo spin
2. Os elétrons são emparelhados com spins contrários.

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Magnetismo nos Elementos

• O spin confere propriedades magnéticas aos átomos.

• Diamagnéticos não são atraídos por ímãs.
• Exemplos He, Ne e Ca
• 2He 1s2 (nenhum elétron desemparelhado)
• Paramagnéticos são fracamente atraídos.
• Exemplos Li, N e O
• 3Li 1s2 2s1 (um elétron desemparelhado)
• Ferromagnéticos são fortemente atraídos.
• Exemplos Fe, Co e Ni
• 26Fe Ar4s2 3d6 (quatro elétrons
  desemparelhados)

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Constantes, Fatores e Fórmulas

• Número de Avogadro NA 6,02x1023 mol-1
• Relação carga-massa e/m -1,76x108 C/g
• Carga do elétron e -1,6x10-19 C
• Massa do elétron me 9,1x10-28 g (0,0005486
  uma)
• Carga do próton cp 1,6x10-19 C
• Massa do próton mp 1,67x10-24 g (1,007276 uma)
• Massa do nêutron mn 1,67x10-24 g (1,008665
  uma)
• Unidade de massa atômica uma 1,66054x10-24 g
• Velocidade da luz c 2,99792x108 m/s
• Constante de Rydberg RH 1,10x107 m-1
  (3,28984x1015 Hz)
• Constante de Planck h 6,63x10-34 J.s
• Constante de Bohr A 2,18x10-18 J
• h 1,054x10-34 J/s
• 1eV 1,602x10-19 J 96,485 kJ/mol
• 1J 1kgm2/s2
• 1m 10-3mm 10-6µm 10-9nm 10-10Å 10-12pm
  10-15fm

Efóton hc/?