Teoria Quântica Moderna - Introdução - Slide Aula

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ESTRUTURA ATÔMICA DA MATÉRIA 
4a PARTE: TEORIA QUÂNTICA MODERNA 
Daniel Moreira de Faria 
3a série - C.O.L.E.G.U.I.U.M. 
5a SEMANA - FEVEREIRO de 2013 
15. PRINCÍPIO DA DUALIDADE DA MATÉRIA 
– 1924 – LOUIS DE BROGLIE 
• De Broglie propôs que a matéria, assim como 
a luz, possui natureza dual, ou seja, 
ondulatória e corpuscular. Elaborou uma 
equação matemática para representar a 
dualidade da matéria: 
  = h_ 
 m.v 
 = comprimento de onda. 
h = constante de Planck. 
m = massa. 
v = velocidade. 
m.v = quantidade de movimento. 
15. PRINCÍPIO DA DUALIDADE DA MATÉRIA 
– 1924 – LOUIS DE BROGLIE 
 Quando aplicou essa equação a corpos macroscópicos, 
encontrou comprimentos de onda extremamente pequenos e 
não-reais. Logo, esses corpos não possuem natureza 
ondulatória significativa. No entanto, ao aplicar essa equação 
ao elétron, encontrou um comprimento de onda possível e 
real (região do raio X). Logo, o elétron deve ser considerado 
como uma partícula-onda. De Broglie ainda sugeriu que ao 
elétron em movimento está associada uma onda estacionária 
de energia. 
16. PRINCÍPIO DA INCERTEZA – 1925 – 
HEISENBERG 
• É impossível determinar a posição e a 
velocidade do elétron em um dado instante 
com precisão. 
Esse princípio contestou definitivamente a previsão de 
trajetórias definidas para o elétron no átomo, sejam circulares 
ou elípticas. Pode-se apenas determinar uma região de alta 
probabilidade de encontrá-lo, denominada ORBITAL 
ATÔMICO. 
17. NÚMEROS QUÂNTICOS 
a) Número Quântico Principal (n) 
 
 Indica o nível de energia do orbital atômico. 
 
n = 1; n = 2; ... ; n = 7. 
b) Número Quântico Secundário (l) 
• Indica o subnível de energia do orbital 
atômico. 
subnível l 
s 0 
p 1 
d 2 
f 3 
c) Número Quântico Magnético (m) 
 Indica a orientação espacial do orbital 
atômico. 
 
Subnível s, p, d 
 
Subnível f 
 
 
d) Número Quântico de Spin (s) 
• Indica o sentido de rotação do campo 
magnético gerado pelo movimento do elétron. 
•  Sentido anti-horário 
• S = - ½ 
•  Sentido horário 
• S = + ½ 
18. PRINCÍPIO DA EXCLUSÃO DE W. 
PAULI – 1926 
 
 
 
 
 
 
 
Um orbital é uma região de alta probabilidade de 
encontrar UM PAR DE ELÉTRONS, desde que tenham 
SPINS CONTRÁRIOS. Isso quer dizer que 2 elétrons em um 
átomo não podem ter os 4 números quânticos iguais. 
19. REGRA DE HUND – 1927 
• Usada para disciplinar a distribuição de elétrons 
no átomo. 
 
 
 
 
• d8 
 
Durante a distribuição dos elétrons em um subnível de 
energia, deve-se semi-preencher os orbitais atômicos e só 
depois ocorrer o emparelhamento eletrônico. 
20. PRINCÍPIO DA CONSTRUÇÃO ELETRÔNICA 
DO ÁTOMO – LINUS PAULING 
• s = 2 elétrons 
• p = 6 elétrons 
• d = 10 elétrons 
• f = 14 elétrons 
 
 
OBSERVAÇÕES 
1) Elétrons de valência são os elétrons do nível de maior 
energia do átomo. 
2) Para elementos químicos de número atômico MENOR 
ou IGUAL a 30, o subnível de maior energia é o último 
que recebe elétrons pelo diagrama de Linus Pauling. 
Para as demais elementos, o subnível de maior 
energia é o subnível mais externo. 
3) O subnível diferencial de um átomo é o ÚLTIMO que 
recebe elétrons pelo diagrama de Linus Pauling. 
OBSERVAÇÕES 
4) Elemento DIAMAGNÉTICO: não possui propriedades 
magnéticas e não interage com campo magnético que 
se aproxima. Seus átomos possuem todos os elétrons 
emparelhados. 
 
 Elemento PARAMAGNÉTICO: possui propriedades 
magnéticas, pois seus átomos possuem, pelo menos, 
um elétron desemparelhado. 
 
OBSERVAÇÕES 
 
5) Se houver elétrons desemparelhados em 
subníveis: 
s ou p paramagnetismo FRACO 
d paramagnetismo MÉDIO 
f paramagnetismo FORTE, ACENTUADO 
OBSERVAÇÕES 
6) 
CLASSIFICAÇÃO SUBNÍVEL 
DIFERENCIAL 
REPRESENTATIVO 
(Famílias do tipo A) 
s,p 
TRANSIÇÃO EXTERNA 
(Famílias do tipo B) 
d 
TRANSIÇÃO INTERNA 
(Séries do Lantanídeos e Actinídeos) 
f 
OBSERVAÇÕES 
7) O PERÍODO de um elemento na tabela periódica 
equivale ao número de níveis de energia de seus 
átomos. 
 
8) O GRUPO de um elemento de transição externa 
equivale à soma dos números de elétrons dos 
dois subníveis mais externos. 
Considere o elemento químico ouro 
(Au) de Z = 79. Pede-se: 
a) Configuração eletrônica através de subníveis de energia. 
b) Configuração eletrônica através de níveis de energia. 
c) Número de elétrons de valência. 
d) Subnível MAIS EXTERNO. 
e) Subnível MAIS ENERGÉTICO. 
f) Subnível diferencial. 
g) Números quânticos do orbital MAIS EXTERNO. 
h) Números quânticos do orbital de MAIOR ENERGIA. 
i) Números quânticos do ORBITAL DIFERENCIAL. 
j) Classificação do elemento de acordo com as propriedades 
magnéticas. 
EXERCÍCIO 
• Repita o exercício anterior para iodo (I), Z = 53. 
 
• Repita o exercício anterior para samário (Sm), 
Z = 62.