Atômico atual é um modelo matemático-probabilístico



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Encontro07.08.2016
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Modelo Atômico Atual
O modelo proposto por Bohr trouxe um avanço ao considerar níveis quantizados de energia, mas ainda apresentava inúmeros problemas. Muita coisa permanecia sem explicação ou era simplesmente colocado goela abaixo.

O modelo atômico atual é um modelo matemático-probabilístico que se baseia em dois princípios:

1- Princípio da Incerteza de Heisenberg: é impossível determinar com precisão a posição e a velocidade de um elétron num mesmo instante.

2-Principio da Dualidade da matéria de Louis de Broglie: o elétron apresenta característica DUAL, ou seja, comporta-se como matéria e energia sendo uma partícula-onda.

O princípio de Incerteza deixa clara a impossibilidade de determinar a exata trajetória do elétron a partir da energia e da velocidade. Por este motivo, buscou-se, então, trabalhar com a provável região onde é possível encontrá-lo.

Erwin Schröndinger - baseado nestes dois princípios criou o conceito de orbital.

Orbital Atômico é a região onde é mais provável encontrar um elétron.

Dirac calculou estas regiões de probabilidade e determinou os quatros números quânticos, que são: principal, secundário, magnético e de spin.



Número Quântico Principal (n): este número quântico localiza o elétron em seu nível de energia. Ele assume valores que vão de 1 até o infinito, mas para os átomos conhecidos atualmente com, no máximo, 7 camadas teremos uma variação de 1 á 7. l = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

Camada K L M N O P Q

Nível de energia 1 2 3 4 5 6 7

Numero Quântico Secundário(l): localiza o elétron no seu subnível de energia w dá o formato do orbital. Pode assumir valores que vão desde Zero até 3, para átomos conhecidos. (n-1)

Normalmente não são representados os orbitais g, h, i, visto que não existe nenhum elemento químico conhecido que tenha um número de elétrons suficientes para preenchê-los. Mas eles existem.



Obs. A simbologia correta para o nº. quântico secundário é a letra “L” minúscula (l).
Formato dos orbitais
Importante lembrar que os átomos terão certo conjunto de orbitais atômicos independente de possuir elétrons ou não, em outras palavras, um orbital atômico não deixa de existir só porque ele está vazio.

Número Quântico Magnético (m): Localiza o elétron no orbital e dá a orientação espacial dos orbitais. Esse número assumir valores que vão desde -3 até +3 passando pelo zero.
Representação dos orbitais.

Camadas

(n)

Subnível (l)

Nº. Magnético (m)

Nº. de orbitais

Representação

Spin (s)

K 1

L 2


s 0

0

1



□↑ + ½

M 3

N 4


P 1

- 1 0 +1

3

□□□

□↑↓

- ½

O 5

P 6


d 2

- 2 -1 0 +1+2

5

□□□□□




Q 7

f 3

- 3 – 2 -1 0 +1 +2 + 3

7

□□□□□□□





Número Quântico de Spin: este número está relacionado com o movimento de rotação do elétron em um orbital. Como este movimento admite apenas dois sentidos, esse número assume dois valores que são, por convenção: s = + ½ e - ½

Por convenção. Também, utiliza-se spin + ½ para o primeiro elétron do orbital. Lembre-se que a expressão “rotação”. Aqui utilizada, nos dá uma idéia do elétron apenas como partícula, só que ele tem comportamento dual de partícula-onda. Na falta de um termo mais apropriado vamos utilizar esta expressão, mas sem esquecer que o elétron não é apenas partícula.



Princípio da exclusão de Pauling: Em um mesmo átomo, não existem dois elétrons com quatro números quânticos iguais. Como consequência desse princípio, dois elétrons de um mesmo orbital tem spin opostos.

Um orbital semicheio contém um elétron desemparelhado, um orbital cheio contém dois elétrons emparelhados (de spin opostos).



Regra de Hund: Ao ser preenchido um subnível, cada orbital desse subnível recebe inicialmente apenas um elétron; somente depois de o último orbital desse subnível ter recebido seu primeiro elétron começa o preenchimento de cada orbital semicheio com o segundo elétron. Elétron de maior energia ou elétron de diferenciação é o último elétron distribuído no preenchimento d da eletrosfera, de acordo com as regras estudadas.

È importante salientar que os números quânticos são, na verdade, uma aproximação para as complexas equações propostas por Schröndinger.

Bibliografia:

Sardela Antonio. Série novo ensino médio. Edição Compacta. Editora Ática. São Paulo, 2003

Macedo M. Antonio & Carvalho Antonio. Coleção Horizontes. Editora Afiliada. São Paulo.

Fonte: http://br.www.algosobre.com.br/fisica/modelos atomicos.html

Fonte: http://br.geocities.com/paradoxosdafisica/mecanicaquantica.htm

Atividade 04 1º. Ano Spin




  1. Determine os valores dos números quânticos ( n-l-m e s) dos átomos abaixo.

a) Al b) P c) Ca d) Cu e) Gd


  1. Qual o números atômico dos átomos que apresentam os seguintes números quânticos.

a) n = 3 b) n = 4 c) n = 3

l = 0 l = 2 l = 1

m = 0 m = - 2 m = + 1

s = - ½ s = + ½ s = + ½




  1. Os valores dos números quânticos para o alumínio (Z=13) são respectivamente:

a) n = 3 b) n = 2 c) n = 2 d) n = 3 e) n = 3

l = -1 l = 0 l = 1 l = 1 l = -1

m = 0 m = - 1 m = - 1 m = - 1 m = - 1

s = - ½ s = + ½ s = + ½ s = + ½ s = 0



↑↓




4- Os números quânticos (n, l, m) para o elétron , sabendo que esses orbitais são do nível N, são:

a) 3, 2, 0 b) 3, 1, 0 c) 4, 1, 0 d) 3, 1, 1 e) 4, 1, - 1




  1. Um elétron que apresenta n=6 e m=3 pode estar num:

  1. orbital s e no 3º. nível de energia

  2. orbital p e no 3º. nível de energia

  3. orbital f e no 3º. nível de energia

  4. orbital p e no 6º. nível de energia

  5. orbital f e no 6º. nível de energia


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