Estrutura2
-
Upload
iqscquimica -
Category
Education
-
view
139 -
download
0
Transcript of Estrutura2
![Page 1: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/1.jpg)
ESTRUTURA ATÔMICA
![Page 2: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/2.jpg)
BLOG “QUÍMICA GERAL E +”
http://quimicageralemais.blogspot.com.br/
![Page 3: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/3.jpg)
http://quimicageralemais.blogspot.com.br/
![Page 4: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/5.jpg)
http://quimicageralemais.blogspot.com.br/
![Page 6: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/6.jpg)
http://quimicageralemais.blogspot.com.br/
![Page 7: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/7.jpg)
http://quimicageralemais.blogspot.com.br/
![Page 8: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/8.jpg)
Estrutura AtômicaReferencial Bibliográfico
• Mahan, Bruce M. Química: um curso universitário. Bruce M.Mahan, Rollie J. Myers; coordenador Henrique Eisi Toma;tradução de Koiti Araki, Denise de Oliveira Silva, Flávio MassaoMatsumoto. São Paulo: Edgard Blücher, 2003.
• Atkins, Peter. Princípios de química: questionando a vidamoderna e o meio ambiente. Peter Atkins, Loretta Jones;tradução Ricardo Bicca de Alencastro. Porto Alegre:Bookman, 2006.
![Page 9: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/9.jpg)
Estrutura AtômicaReferencial Bibliográfico
• Martins, Jader Benuzzi. A história do átomo - de Demócritoaos quarks. Rio de Janeiro: Editora Ciência Moderna, 2001.
![Page 10: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/11.jpg)
TEORIA DA ESTRUTURA ATÔMICA
Descoberta da natureza da matéria e
do elétron
Átomo: núcleo rodeado de elétrons
Equações mecânico-quânticas para explicar o comportamento
dos elétrons nos átomos
![Page 12: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/12.jpg)
Qual a constituição da matéria que compõe o universo?
Antiguidade grega...
Tales de Mileto (640 a.C. – 550 a.C.) Empédocles (490 a.C. – 430 a.C.)
![Page 13: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/13.jpg)
Qual a constituição da matéria que compõe o universo?
HIPÓTESE ATOMÍSTICA
Antiguidade grega...
![Page 14: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/14.jpg)
Atomistas
• Leucipo (500 a.C. - ?)
• Demócrito (472 a.C. – 357 a.C.)
• Constituição do universo: átomos e vácuo
• Matéria: pode ser subdividida em pedaços cada vez menores até atingir um limite – ÁTOMO
• Átomo: do grego, a = não, thomo = divisão
![Page 15: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/15.jpg)
Aristóteles
• Aristóteles (384 a.C. – 322 a.C.)
• Frio, quente, úmido e seco
• Seco + frio = terra
• Seco + quente = fogo
• Úmido + frio = água
• Úmido + quente = ar
• Evidência experimental – queima da madeira
• Prevalência da teoria até XVII
![Page 16: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/16.jpg)
Renascer...
•
![Page 17: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/17.jpg)
Teorias Atômicas
• John Dalton
• Thomson
• Rutherford
• Bohr
• Arnold Sommerfeld
• Erwin Schrödinger
![Page 18: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/18.jpg)
Teorias Atômicas
• John Dalton
• Thomson
• Rutherford
• Bohr
• Arnold Sommerfeld
• Erwin Schrödinger
![Page 19: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/19.jpg)
John Dalton
• 1808
• Átomo: esfera perfeita, rígida e indivisível
Hipótese atômica de Dalton – Postulados:I – Os elementos químicos consistem de discretas partículas de matéria, os átomos, quenão podem ser subdivididos por qualquer processo químico conhecido e preservam assuas individualidades nas reações químicas.
II – Todos os átomos de um mesmo elemento são idênticos em todos osaspectos, particularmente em peso – diferentes elementos têm átomos diferindo empeso. Cada elemento é caracterizado pelos pesos de seus respectivos átomos.
III – Os compostos químicos são formados pela reunião de átomos de diferenteselementos em proporções numéricas simples, isto é, 1:1, 1:2, 2:1, 2:3 ...
![Page 20: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/20.jpg)
John Dalton
![Page 21: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/21.jpg)
Avogadro
• Volumes iguais de gases, nas mesmas condições físicas (pressãoe temperatura), apresentam o mesmo número de moléculas.
• Número de moléculas existentes em um mol de qualquergás, nas condições normais de pressão e temperatura: NÚMERODE AVOGADRO
![Page 22: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/22.jpg)
A natureza elétrica da matéria
• 1833 – Experimentos de Faraday: eletrólise de compostosquímicos
• A massa da substância decomposta é diretamente proporcional àquantidade de eletricidade que passa através da solução.
• Quando se faz passar a mesma corrente, através de várioseletrólitos dispostos em série, as massas liberadas de cadasubstância são proporcionais ao seus equivalentes químicos.
Pelas leis de Faraday foi estabelecido que o equivalente grama de qualquer elemento é liberado pela passagem de 96490
coulombs de carga elétrica.
Explicação da eletricidade – conceito material e atômico
![Page 23: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/23.jpg)
A natureza elétrica da matéria
• 1874 – G. J. Stoney
• Sugere o nome elétron para a partícula elétrica fundamental
• Até 1897 – sem evidências experimentais claras da existência e das propriedades dos elétrons!
![Page 24: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/24.jpg)
A classificação periódica
• 1869 – D. I. Mendeleev
![Page 25: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/25.jpg)
Teorias Atômicas
• John Dalton
• Thomson
• Rutherford
• Bohr
• Arnold Sommerfeld
• Erwin Schrödinger
![Page 26: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/26.jpg)
Experimentos de Thomson
• 1897
Descargas elétricas em gases – tubo de raios catódicos
• Propriedades dos raios catódicos:• Se propagam em linha reta;
• Podem penetrar pequenas espessuras da matéria;
• Apresentam carga negativa;
• São defletidos por um campo elétrico;
• São defletidos por um campo magnético.
![Page 27: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/27.jpg)
Experimentos de Thomson
• 1897
Descargas elétricas em gases – tubo de raios catódicos
• Conclusão: qualquer matéria continha partículas com carga negativa!!!
• Modelo do “Pudim de Passas”
![Page 28: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/28.jpg)
Contribuições de Millikan
EXPERIMENTO DA GOTA DE ÓLEO
• Provou que todas as cargas elétricas são múltiplos de uma unidade elementar definida: 1,60 x 10-19 C
![Page 29: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/29.jpg)
Teorias Atômicas
• John Dalton
• Thomson
• Rutherford
• Bohr
• Arnold Sommerfeld
• Erwin Schrödinger
![Page 30: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/30.jpg)
O experimento de Rutherford
1911 - Espalhamento de partículas α por folhas de metal
A maioria das partículas α não sofriamdesvio porque “não acertavam o alvo”= átomos deveriam ser altamentedesuniformes com relação àdistribuição de massa e de densidadede carga
RESULTADO = indicação qualitativa da existência do núcleo!
Possibilitou ainda a medida da carga e do tamanho do núcleo
![Page 31: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/31.jpg)
Modelo atômico de Rutherford
• Rutherford sugeriu que:
• Carga positiva do átomo concentrada numa pequena região quefoi denominada de núcleo;
• Elétrons gravitavam ao redor do núcleo por uma atraçãoelétrica, de maneira análoga a um sistema planetário.
![Page 32: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/32.jpg)
Modelo atômico de Rutherford
• Um átomo contendo um núcleo pequeno positivamentecarregado deveria ser instável.
• Se os elétrons estivessem parados, seriam atraídos para onúcleo.
• Se os elétrons estivessem em movimento translacional emvolta do núcleo, segundo uma trajetória circular, as leis deeletromagnetismo prediziam que o átomo deveria emitir luzdissipando energia continuamente, até que todo o movimentodos elétrons cessasse.
NIELS BOHR!!!
![Page 33: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/33.jpg)
Teorias Atômicas
• John Dalton
• Thomson
• Rutherford
• Bohr
• Arnold Sommerfeld
• Erwin Schrödinger
![Page 34: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/34.jpg)
Relembrando...
• Radiação Eletromagnética
• Espectro Eletromagnético
• Difração
Fatos importantes...
• Catástrofe do Ultravioleta
• Planck – Hipótese Quântica
• Einstein – Efeito Fotoelétrico
• Balmer – Espectro do Hidrogênio
![Page 35: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/35.jpg)
Radiação Eletromagnética
“Um feixe de radiação eletromagnética é o produto de campos
elétricos e magnéticos oscilantes que atravessam o
vácuo a 3,00 x 108 m s-1.”
c = velocidade da luzc = 2,998 x 108 m s-1
![Page 36: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/36.jpg)
O campo elétrico afeta partículas carregadas como os elétrons!
O campo elétrico de uma radiação eletromagnética oscila no tempo e
no espaço!
![Page 37: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/37.jpg)
Frequência da radiação (ν) = número de ciclos por segundo
Unidade de frequência = 1 hertz (1 Hz)1 Hz = 1 s-1
A radiação eletromagnética de frequência 1 Hz empurra uma
carga em uma direção, a seguir na direção oposta e retorna à direção original uma vez a cada segundo.
![Page 38: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/38.jpg)
Comprimento de onda (λ) é a distância entre dois máximos sucessivos
Amplitude é a altura da onda em relação a linha central. O quadrado da amplitude fornece a intensidade da radiação.
Frequência da radiação (ν) é o número de ciclos por segundo
![Page 39: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/39.jpg)
Espectro Eletromagnético
![Page 40: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/40.jpg)
Espectro Eletromagnético
![Page 41: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/41.jpg)
RELAÇÃO ENTRE COMPRIMENTO DE ONDA E FREQUÊNCIA
c = λν
Comprimento de onda vezes a frequência é igual a velocidade da luz!
Determine o comprimento de onda da luz verde, de
frequência 5,75 x 1014
Hz.
c = 2,998 x 108 m s-1
![Page 42: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/42.jpg)
Difração
• Radiação eletromagnética comportando-se como onda:
![Page 43: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/43.jpg)
Catástrofe do ultravioleta
PLANCK - 1900
![Page 44: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/44.jpg)
Hipótese quântica de Planck
• 1900 - Propõe que um sistema possui quantidades discretas, ou quanta, de energia – oscilação dos átomos quentes do corpo negro
frequência do oscilador
Constante de Planck
h=6,626x10-34 J s
![Page 45: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/45.jpg)
O efeito fotoelétrico Albert Einstein
• Nenhum elétron era emitido a menos que a frequência da luz fosse maior que um determinado valor crítico ν0.
• A energia cinética dos elétrons emitidos aumentava concomitantemente com o aumento da frequência da onda eletromagnética
• O aumento da intensidade da luz incidente não alterava a energia dos elétrons ejetados, mas aumentava o número de elétrons emitidos por unidade de tempo
![Page 46: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/46.jpg)
O efeito fotoelétrico Albert Einstein
A luz é onda ou partícula???
•
![Page 47: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/47.jpg)
Quando a luz de comprimento de onda de 4500 Å incide numa superfície limpa de sódio metálico, são expelidos elétrons cuja energia máxima é 2,1 eV ou 3,36 x 10-12 erg. Qual será o comprimento de onda máximo da luz que expele elétrons do sódio metálico? Qual a energia de ligação de um elétron a um cristal de sódio?
![Page 48: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/48.jpg)
Uma lâmpada produz 4,5 x 102 J de energia por meio de uma luz cujo comprimento de onda é de 434 nm. Quantos fótons são emitidos?
![Page 49: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/49.jpg)
Johann Balmer – Espectro do Hidrogênio
• 1885 – série de frequências emitidas pelo átomo de hidrogênio
![Page 50: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/50.jpg)
Espectro do Hidrogênio
• 1885 – série de frequências emitidas pelo átomo de hidrogênio:
2
2
2
1
11
nnRH
![Page 51: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/51.jpg)
Átomo de Bohr
• No átomo, somente é permitido ao elétron estar em certos estados estacionários, sendo que cada um deles possui uma energia fixa e definida.
• Quando um átomo estiver em um destes estados, ele não pode emitir luz. No entanto, quando o átomo passar de um estado de alta energia para um estado de menor energia há emissão de um quantum de radiação, cuja energia hν é igual à diferença de energia entre os dois estados.
• Se o átomo estiver em qualquer um dos estados estacionários, o elétron se movimenta descrevendo uma órbita circular em volta do núcleo.
• Os estados eletrônicos permitidos são aqueles nos quais o momento angular do elétron é quantizado em múltiplos de h/2π.
![Page 52: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/52.jpg)
Cálculo das energias dos estados permitidos de um átomo:
• Para que o elétron se mantenha estável em sua órbita
Átomo de Bohr
![Page 53: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/53.jpg)
Cálculo das energias dos estados permitidos de um átomo:
• Bohr postulou que o momento angular, mvr, é
Átomo de Bohr
• Combinando equações e rearranjando:
![Page 54: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/54.jpg)
Cálculo das energias dos estados permitidos de um átomo:
• Definindo o raio de Bohr:
Átomo de Bohr
![Page 55: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/55.jpg)
Cálculo das energias dos estados permitidos de um átomo:
• Energia total do elétron
Átomo de Bohr
![Page 56: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/56.jpg)
Cálculo das energias dos estados permitidos de um átomo:
• Transição com emissão
Átomo de Bohr
2
2
2
1
111
nnRH
![Page 57: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/57.jpg)
Calcule o comprimento de onda da linha de emissão para a transição de n=2 para n=1 do átomo de H.
![Page 58: Estrutura2](https://reader033.fdocumentos.com/reader033/viewer/2022060205/55a12b711a28ab3c138b465f/html5/thumbnails/58.jpg)
Teorias Atômicas
• John Dalton
• Thomson
• Rutherford
• Bohr
• Arnold Sommerfeld
• Erwin Schrödinger