ESTRUTURA ATMICA

Estrutura Atmica

Distribuio possvel dos eltrons em torno do ncleo

Energia dos eltrons

Propriedade (magnticas, entalpia de ionizao, etc)

At 1913 trabalho volumoso experimental para medir as freqncias em que a luz poderia ser absorvida ou emitida

por tomos

Esforos centralizados em torno do tomo de Hidrognio

Modelo de Dalton (1803) Toda matria composta de partculas fundamentais, os tomos;

Estes so permanentes e indivisveis, no podendo ser criados e nem destrudos;

Os elementos so caracterizados por seus tomos. Todos tomos de um dado elemento so idnticos. tomos de diferentes elementos tem propriedades distintas;

As transformaes qumicas consistem em uma combinao, separao ou rearranjo de tomos;

Compostos qumicos so formados de tomos de dois ou mais elementos em uma razo fixa.

Dalton chegou as suas concluses com base na observao de reaes qumicas no universo macroscpico do laboratrio.

A descoberta da Estrutura Atmica

Em meados do sculo XVII os cientista comearam a estudar descarga

eltrica atravs de tubos parcialmente evacuados, que ao aplicar-se

uma alta voltagem produzia-se radiao dentro do tubo

Raios Catdicos(originava do eletrodo negativo , catodo)

Os raios no podiam ser vistos mas faziam com que o vidro apresenta-se

fluorescncia (emitiam luz), como a tela da televiso de tubo de imagem.

J. J. Thomson

observou

suas

propriedades

Independe do material do catodo

Lmina metlica exposta aos raios adquire carga negativa

Sobre efeito de campos magnticos e eltricos

1897 Publicou um artigo cientfico onde conclui que:Raios Catdicos so jatos de partculas com massa e carregadas negativamente

ELTRONS 1,76x108 coulomb/grama

Experimento de Mulliken

1909 - Robert Millikan mediu com preciso a carga do eltron, calculando a

massa do eltron usando seu valoe experimental e a proporo carga/massa

Massa do eltron= 1,6x10-19 C/1,76x10-28 C/g = 9,10x10-28 g

O tomo de Thomson (1898)

Pela separao da radiao, conclui-se que o tomo consiste de entidades neutras e carregadas negativa e positivamente.

Thomson sups que todas essas espcies carregadas eram encontradas em uma esfera.

1910 - Rutherford, Marsden e Geiger contesta o modelo de Thomson

tomo de Rutherford (1911) Rutherford modificou o

modelo de Thomson da seguinte maneira: Suponha que o tomo

esfrico mas a carga positiva deve estar localizada no centro, com uma carga negativa difusa em torno dele.

Natureza ondulatNatureza ondulatria da luzria da luzLuz visvel radiao eletromagntica

Caracterstica: transporta energia pelo espao possui caractersticas de onda (comprimento de onda),

(frequncia) e a (amplitude)

Interao da radiao eletromagntica com os tomos

Quando os slidos so aquecidos, eles emitem radiao e a distribuio do

comprimento de onda de uma radiao depende da temperatura, quanto mais quente

mais branco indo para vermelho (mais frio).

1900 Planck props:

A energia podia ser liberada ou absorvida por tomos apenas em quantidades

mnimas e fixas denominadas QUANTUM

E= h

1905 Einstein usou a teoria quntica de Planck para explicar o

Efeito FotoeltricoLuz incidindo em superfcie metlica leva-a emitir eltrons

Energia do Fton= E = h

Estes trabalhos abriram caminhos para a compreenso de como os

eltrons so distribudos nos tomos

Espectro contnuo

Quando diferentes gases so colocados sob presso em um tubo

e uma alta voltagem aplicada os gases emitem diferentes

cores de luz ( metade do sculo XIX)

Espectro de Linhas

Raias espectrais do hidrognio

Conjunto de linhas ( sries convergentes): Srie de Lyman (UV)

Srie de Balmer (VIS)

Frmula geral :

Dados ficaram sem explicao

= 2

221

111nnh

RH

1885 - Balmer

tomo de Bohr (1913)

Eltrons moveriam-se em

torno do ncleo (prtons)

em rbitas estacionrias com

raios definidos e que o

momento angular (mvr) do

eltron seria quantizado

E = - 22me4Z2

h2n2r = h2 n2

42me2ZZH2 = 1

O espectros de tomos com mais de um eltron no podiam ser confirmados

Nveis de energia dotomo de hidrognioA partir do Modelo de Bohr.

Limitaes do Modelo de Bohr

No explica o espectro de outros tomos

Existe problema em se definir uma partcula circulando ao redor do ncleo

Eltron possui propriedades ondulatrias

Idias principais incorporadas no Modelo Atual

Eltrons existem em nveis de energia distintos

Esta energia est envolvida na movimentao do e- de um nvel para outro

Sabendo-se que a luz tem uma natureza de partcula, parece razovel perguntar se a matria tem natureza ondulatria.

Utilizando as equaes de Einstein e de Planck, De Brogliemostrou (1924):

O momento, mv, uma propriedade de partcula, enquanto uma propriedade ondulatria.

De Broglie resumiu os conceitos de ondas e partculas, com efeitos notveis se os objetos so pequenos.

mv

h=

O Princpio de Incerteza

O princpio da incerteza de Heisenberg: na escala de massa de partculas atmicas, no podemos determinar exatamente a posio, a direo do movimento e a velocidade simultaneamente.

Para os eltrons: no podemos determinar seu momento e sua posio simultaneamente.

Se x a incerteza da posio e mv a incerteza do momento, ento:

pi

4

hmvx

Schrdinger props uma equao que contm os termos onda e partcula.

Modelo Atual- 1926

Funo de onda

Equao diferencial mltiplas respostas

Onde V a energia potencial do eltron no campo do ncleo, e E a energia total

Esta equao resolvida para o tomo de hidrognio num

sistema de trs dimenses (nmeros qunticos)

A resoluo da equao leva s funes de onda. A resoluo da funo de onda fornece o contorno do orbital atmico.

Orbital a regio de probabilidade mxima de se encontrar o e-.

Orbitais G