Pp 2ª Aula áTomo H

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Escola Secundária de Alcanena Físico-Química – 10º Ano

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Escola Secundária de AlcanenaFísico-Química – 10º Ano

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Atomismo GregoAtomismo Grego (V (V a.C.)a.C.)

Toda a matéria era constituída

por partículas muito pequenas e

indivisíveis, as quais designou por

átomos (do grego: indivisível).

Demócrito(460-370 a.C.)

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Modelo atómico de DaltonModelo atómico de Dalton (1790)(1790)

Primeiro “modelo” para o

átomo, com base na

experimentação (verdadeira

metodologia científica).

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Modelo atómico de Thomson Modelo atómico de Thomson (1897)(1897)

Modelo atómico de Thomson ou Modelo atómico de Thomson ou modelo do pudim de passasmodelo do pudim de passas: o átomo seria uma esfera maciça de carga positiva, uniformemente distribuída, onde se encontrariam incrustados os electrões com carga negativa.

Joseph Thomson Joseph Thomson

(1856-1940)(1856-1940)

Verificou experimentalmente a existência de partículas subatómicas de carga negativa, os electrões.

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Modelo atómico de Modelo atómico de Rutherford Rutherford

(1911)(1911)

Ernest RutherfordErnest Rutherford

(1871-1937)(1871-1937)

Concluiu que a maior parte do espaço atómico é um espaço vazio, com uma pequena região central densa, no seu interior, carregada positivamente, na qual se concentrava a maior parte da massa do átomo e que designou núcleo.

Os electrões deveriam girar em torno do núcleo, em órbitas circulares.

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Modelo atómico de Bohr Modelo atómico de Bohr

ou modelo planetário ou modelo planetário (1913)(1913)

Niels Bohr

(1885-1962 )

O átomo possuía um núcleo O átomo possuía um núcleo central e os electrões descreviam central e os electrões descreviam órbitas circulares, bem definidas e órbitas circulares, bem definidas e estáveis, em torno do núcleo. estáveis, em torno do núcleo.

A cada uma dessas órbitas A cada uma dessas órbitas correspondia uma determinada correspondia uma determinada energia.energia.

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Modelo Modelo Quântico Quântico

EEm 1924 sugere que partículas m 1924 sugere que partículas

como o electrão podem apresentar como o electrão podem apresentar

um comportamento ondulatório.um comportamento ondulatório.

Prémio Nobel da Física em 1932.Prémio Nobel da Física em 1932.Louis de Broglie

(1892-1987)

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Erwin Schrödinger

(1887-1961)

Em 1926, apresenta uma equação Em 1926, apresenta uma equação matemática que conduz ao modelo matemática que conduz ao modelo probabilístico.probabilístico.

(Prémio Nobel da Física em 1933).(Prémio Nobel da Física em 1933).

Werner Heisenberg

(1901-1976

Princípio da Incerteza de HeisenbergPrincípio da Incerteza de Heisenberg : : impossível conhecer simultaneamente e impossível conhecer simultaneamente e com exactidão a posição e a velocidade com exactidão a posição e a velocidade de um electrão.de um electrão.

Prémio Nobel da Física em 1932.Prémio Nobel da Física em 1932.

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OrbitalOrbital - zona em torno do núcleo onde é elevada a probabilidade de se encontrar um electrão de uma dada energia.

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Número quântico principal, n

• identifica-se pela letra n;• está relacionado com o nível de energia do electrão;• assume apenas números inteiros;

• diferentes números de n significam diferentes níveis de energia;• quanto maior for n maior é a distância média do electrão dessa orbital ao núcleo, logo maior será a sua energia e o tamanho da nuvem orbital.

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Número quântico de momento angular ou secundário, l

• está relacionado com os subníveis de energia do electrão, informando sobre a forma da orbital;• identifica-se pela letra l;• assume números inteiros, cujos valores dependem do valor de n, ou seja: l = 0, …., n-1;

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Número quântico de momento angular ou secundário, l

Em átomos polielectrónicos, isto é, com mais de um electrão, em diferentes subníveis, dentro de um mesmo nível, podem apresentar valores diferentes de energia.

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Níveis e Subníveis de Níveis e Subníveis de energiaenergia

Nível de Nível de energiaenergia

Valor de Valor de ll Designação da Designação da orbitalorbital

Nível 1 0 1s

Nível 2 0 1 2s 2p

Nível 3 0 1 2 3s 3p 3d

Nível 4 0 1 2 3 4s 4p 4d 4f

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Níveis e Subníveis de Níveis e Subníveis de energiaenergia

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Orbitais sOrbitais s

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Orbitais sOrbitais s

• têm todas a mesma forma;• as orbitais s só diferem no tamanho;• têm simetria esférica;• quanto maior for o número de n, maior é a orbital s.

Logo, a forma da orbital só depende do valor de l

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Número quântico magnético, ml

• identifica-se por: ml ;• associa-se à orientação da orbital;• assume todos os valores inteiros compreendidos entre – l e + l .• o valor de ml , depende do valor do número quântico secundário, l .

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Números Quânticos Número

de orbitaisDesignação

das

orbitaisPrincipal

n

Secundário

lMagnético

ml

por subnível

por nível

1 0 1 1

0 1s

Representação da orbital, 1s:Representação da orbital, 1s:

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Números Quânticos Número

de orbitaisDesignação

das

orbitaisPrincipal

n

Secundário

lMagnético

ml

por subnível

por nível

20 1

4

1 3

0 2s

2px 2py 2pz0-1 +1

Representação das orbitais:Representação das orbitais:

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Números Quânticos

Número

de orbitais

Designação

das

orbitaisPrincipal

n

Secundário

lMagnético

ml

por subnível

por

nível

3

0 1

91 3

2 5

3s

3px 3py 3pz

-2 -1 0 +1 +2 3dxy 3dxz 3dyz 3dx2-y2 3dz2

Representação das orbitais:Representação das orbitais:

-1 0 +1

0

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Completa o diagrama, de forma a prever o número Completa o diagrama, de forma a prever o número e tipo de orbital quando n = 2.e tipo de orbital quando n = 2.

      l = ….. m = ….. (2, …, ….) 1 orbital ….

n=2n=2 …. (2, …, …) l = ….. m …. (2, …, …) ... orbitais ….

…. (2, …, …)

EXERCÍCIOEXERCÍCIO

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Resumindo:

Os três números quânticos que caracterizam uma orbital são:

•Número Quântico Principal : n = 1, 2, 3 …..

•Número Quântico de Momento Angular: l = 0, …., n-1

•Número Quântico Magnético: ml = – l , … , 0 , … , + l

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Momento de spinMomento de spin

ms = + ½ ms = - ½

O electrão, além de um movimento de translação (em torno do núcleo), tem um movimento de rotação em torno de um eixo imaginário. Este movimento de rotação pode dar-se em dois sentidos, opostos entre si, ou seja podem ter spin diferente número quântico de spin, ms

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Número quântico de spin, ms

• está relacionado com o movimento de rotação do electrão;• assume apenas dois valores : -1/2 e +1/2;• não depende dos outros números quânticos.

Para caracterizar um electrão são necessários quatro nºs quânticos: n, l , ml , ms