Alótropos do S
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Alótropos do S
O Enxofre parece ser o elemento com o maior número de alótropos.
Alótropos do S
• Enxofre Rômbico
• Enxofre Prismático
• Enxofre líquido
• Flores de Enxofre
• Enxofre amorfo ou plástico
Catenação do Enxofre
• Grande diversidade de padrões de catenação leva a um grande número de estruturas no estado vapor, líquido e sólido
Enxofre Cristalino
Hábitos cristalinos
Formado pela lentacristalização deenxofre dissolvidoem dimetilbenzenoiniciada acima de96º C
Empacotamentode ciclos S8
Estabilidade Termodinâmica
Níveis de Energia em Átomos
A Energia dos Orbitais no Átomo ou Íon Isolado
Princípio de Aufbau
degenerados
degenerados
degenerados
degenerados
Níveis de Energia em Moléculas
UPRF 8
Diagrama de Energia da Molécula de H2
HA HB
H2
E/eV
E+
E-- +
1
Esta molécula pelo Diagrama abaixo tem S (número quântico total molecular) = 0,
portanto, tem momento de dipolo magnético próximo a zero e é diamagnética. Isto
contrasta com os átomos de H, que têm S=1/2 e são paramagnéticos.
Note que () e () são configurações igualmente possíveis
para a molécula no seu estado fundamental, de menor energia.
1*
A molécula
H2 no seu
estado
fundamental
está num
estado cuja
multiplicidad
e (2S+1) é 1,
portanto, um
estado
eletrônico
molecular do
tipo singlete.
LUMO
HOMO
(HOMO-LUMO)=│ELUMO-EHOMO) │
HF
UPRF 10
52
1s
1s
2s
2p
1s
2s
2p
H F
Estrutura EletrônicaFulurenos
HOMO
Níveis de Energia Sólidos
UPRF 12
Abordagem CLOA para a Teoria de BandasAbordagem Fenomenológica(Intuição Química)
Empacotamento dos estados numa região de energia com o
aumento de funções-de-onda a serem combinadas nas
funções que descreverão os estados de energia no sólido.
Tight-Binding Approach
“Polímero de Hidrogênio”
Visualizando as Funções-de-Bloch
Adrian P. Sutton, The Electronic Structure of Materials.p.57.
Visualizando as Funções-de-Bloch
P.A.Cox, The Electronic Theory and Structure of Solids. Oxford Science Publisher.
Relação entre o comprimento-de-onda () da onda e o vetor-de-onda (k).
Estrutura de BandaBanda s
Totalmente anti-ligante
Totalmente ligante
Três formas diferentes de desenhar a Estrutura de Banda
Estrutura de BandaCLOA de Funções-de-Onda pz
Estrutura de Banda pz estilizada.
Estrutura de BandaLargura da Banda: Influência da distância entre as funções de base hidrogenóides
AB
ABAA
S
HHE
1
BAABBAAB
AAAA
BAAB
EIEIKSdHH
dHH
SdS
Coulomb de integral
HAA =repulsão entre os elétronsHAB= integral de troca
Bandas e a Classificação dos SólidosMetálicos, Semicondutores e Isolantes
Bandas se superpõem
condutor
condutor
F
F
Níveis “atômicos”
Banda proibida“gap”
Banda vazia
Banda preenchida
F
semicondutor ou isolante
Gap relativamente pequeno (~1 eV):semicondutor
gap relativamente grande(several eV):isolante
Banda preenchida
Banda semipreenchida
Estrutura de Banda ReO3
Estrutura de BandaTiO
Densidade de Estados
Semicondutores BináriosGap e Eletronegatividade
Gap em IsolantesSólidos Iônicos
Estrutura Eletrônica de Nanopartículas
Átomo
Vazio
Densidade de Estados / N(E)
Partículas
Sólido Massivo
Preenchido
EF
Energia
= Kubo
Gap
Espaçam
ento entre
os níveis
de
energia
Nanopartículas
Meio-caminho entre
Sólidos e Moléculas
(Clusters)
Condução em Sólidos Iônicos
Resistividade e Condutividade Elétrica das Cerâmicas
totalelétrica aderesistivid
totalelétrica adecondutivid
/1
• Condutividade elétrica é definida como o fluxo de carga por unidade de campo elétrico, sendo dada em S.m-1 (S =Siemens=-1), ou (.cm)-1 .
Alguns Valores de Resistividade
• Cobre 1,7x10-6 ohm.cm
• Tungstênio 5,5x10-6 ohm.cm
• ReO3 2x10-6 ohm.cm
• CrO2 3x10-5 ohm.cm
• Fe3O4 10-2 ohm.cm
• SiC 10 ohm.cm
• Ge (intrínseco) 40
• SiO2 vítrea > 1014 ohm.cm
metais
semicondutores
isolante
Condutividade Elétrica
Condutividade Eletrônica
Condutividade Iônica
Condutividade Elétrica Total
;
seletrônico e iônicos escontrbuint ter pode
material um de totalelétrica adecondutivid a
i itotal
Ou seja, condutividade iônica e eletrônica devido a todos os portadores de carga.
Número de Transferência (t)
total
eletrônicaeletrônica
total
iônicaiônica
t
t
tiônica>>teletrônica condutor iônico
tiônica<< teletrônica condutor eletrônico
tiônica t eletrônica condutor misto
ZrO2
MgO intrínseco e CoO e NiO(tipo p)
MgO dopado com Al3+
Condução Eletrônica
Condução Eletrônica
ticocaracterís relaxação de tempo
carga deportador do mobilidade *
i
i
iiii
lacunaselétronseletrônica
m
e
ezc