Química I – CQ090 - Aulas 3 e 4

ESTRUTURA

ELETRÔNICA

DO ÁTOMO

Linha do tempo da Teoria Atômica

Mais de 2.000 anos se

passaram...

Os filósofos importantes

daquele tempo como

Aristóteles e Platão não

apoiaram a nova teoria.

Modelo de Dalton 1803:

KAl(SO4)2

“New System of Chemical Philosophy” As três partes do livro foram publicadas, respectivamente, em 1808, 1810 e 1827.

A matéria é constituída por partículas ou átomos;

Os átomos são indivisíveis e não podem ser criados nem destruídos (Princípio de

Conservação da Matéria - Lavoisier);

Todos os átomos de um mesmo elemento são idênticos e apresentam o mesmo

peso;

Átomos de elementos diferentes têm pesos diferentes;

Os compostos são formados por um número fixo de átomos de seus elementos

constituintes (Lei das Proporções Fixas - Proust); se existir mais de um composto

formado por dois elementos diferentes, os números dos átomos de cada

elemento nos compostos guardam entre si uma razão de números inteiros (Lei

das Proporções Múltiplas - Dalton);

FeO, Fe2O3 e Fe3O4

O peso do átomo de um elemento é constante em seus compostos - se a reagir

com b para formar ab (Lei das Proporções Recíprocas - Richter).

2K + I2 → 2KI Pb + Cl2

Conhecimentos da época de Dalton…

Bases da estequiometria...

O experimento de J. J. Thomson (1897): a descoberta do elétron

O experimento de Robert Millikan (1910): determinação da carga do elétron

Modelo de J. J. Thomson (1897)

Modelo do pudim de passas

Rutherford propôs uma experiência na qual uma folha de ouro era bombardeada por

partículas a (He2+).

a

Qual era o resultado esperado?

Resultado experimental de Rutherford

Probabilidade experimental = 10-4

Probabilidade prevista pelo modelo de Thomson = 10-3500

Um átomo é composto por um pequeno núcleo carregado positivamente e rodeado por uma

grande eletrosfera, que é uma região envolta do núcleo que contém elétrons.

No núcleo está concentrada a carga positiva e a maior parte da massa do átomo.

Rutherford – Modelo proposto

Linha do tempo da Teoria Atômica...

Em um curto

espaço de

tempo...

1897: J. J. Thonson

Descoberta do elétron 1910: Millikan

Medida da carga do elétron

1924: De Broglie

Dualidade partícula onda

1927: Heisenber

Medida da carga do elétron

1909: Rutheford

Descoberta do núcleo

1913: Bohr

Primeiro modelo

quântico do átomo 1926: Schrodinger

Equação da onda 1932: Chadwick

Descoberta do nêutron

Radiação eletromagnética e quantização

Como se pode investigar,

observar e interagir com os

átomos, além de usar

partículas α?

Usando radiação eletromagnética.

Onda eletromagnética

Usando radiação eletromagnética....

Intensidade, I Comprimento de onda, λ

Velocidade de propagação, c Frequência de oscilação, ν

O espectro eletromagnético

Espectro contínuo

Espectro atômico do hidrogênio e do hélio

O átomo apresenta uma estrutura energética interna que não é contínua, mas sim, discreta.

Para o átomo de Hidrogênio

Balmer (1885)

J.Rydberg

Ampliando...

1.Estabilidade do átomo nuclear

2. Existência dos spectros atômicos

Problemas encontrados por Bohr

com o modelo aceito em sua época

Modelo de Bohr

De acordo com o modelo de Bohr os elétrons se movem em órbitas definidas ao redor do núcleo.

Estas órbitas (ou niveis de energia) são localizadas a uma certa distânica do núcleo.

Bohr postulou que:

Para a eletrosfera de um átomo manter-se estável, os elétrons desse átomo só podem

ter determinados níveis de energia, denominados estados estacionários ou estados

quânticos: a cada um desses estados corresponde uma determinada energia.

Num estado estacionário o átomo não emite radiação e sua eletrosfera mantém-se

estável.

Os valores de En são negativos.

n = o número quântico, 1, 2, 3... e En é a energia correspondente a cada número quântico. O estado fundamental corresponde a n = 1, e os estados excitados correspondem a n = 2, 3...

Bohr postulou que todo átomo, ao passar de um estado estacionário para outro emite

ou absorve um quantum de energia igual à diferença entre as energias correspondentes

aos dois estados.

Max Planck – 1900

E = h

* h = 6,626 x 10-34 Js

Quantização da energia

A Aparelho de AAS é constituído basicamente por:

Um sistema de nebulização e vaporização de soluções; Uma fonte de energia (chama) para atomização e excitação dos elementos; Uma fonte de emissão de linhas de ressonância (lâmpada de cátodo oco); Monocromador, dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra.

Detector : sistema de detecção final que gera um sinal elétrico proporcional a intensidade da luz percebida. Registrador

Espectrofotometria de absorção Atômica

Aplicações modernas

criadas a partir do conceito

de espectro atômico

A Aparelho de AAS é constituído basicamente por:

Um sistema de nebulização e vaporização de soluções; Uma fonte de energia (chama) para atomização e excitação dos elementos; Uma fonte de emissão de linhas de ressonância (lâmpada de cátodo oco); Monocromador, dispositivo que seleciona o comprimento de onda que incide na amostra.

Detector : sistema de detecção final que gera um sinal elétrico proporcional a intensidade da luz percebida. Registrador

Espectrofotometria de absorção Atômica

Forno

Chama