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Modelos atômicos clássicos., Notas de estudo de Engenharia Mecânica

Modelo atômico.

Tipologia: Notas de estudo

2014

Compartilhado em 22/04/2014

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jean-pedro-1 🇧🇷

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Pontifícia Universidade Católica de Minas
Gerais
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Disciplina: Química Geral
Professor: Bruno Rocha Santos Lemos
Teoria Atômica Clássica
Teoria Atômica
Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos
Introdução
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Demócrito
(460 A.C. – 370 A.C)
Surgimento da primeira ideia de átomos.
~ 500 A.C.
Embora a ideia de Demócrito não tenha sido aceita por muitos de seus
contemporâneos (Platão e Aristóteles) ela prevaleceu.
“A matéria seria formada por
partículas muito pequenas e
indivisíveis.”
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Pontifícia Universidade Católica de Minas

Gerais

Disciplina: Química Geral

Professor: Bruno Rocha Santos Lemos

Teoria Atômica Clássica

Teoria Atômica

Introdução^ Química Geral^ - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Demócrito (460 A.C. – 370 A.C)

 Surgimento da primeira ideia de átomos.

~ 500 A.C.

 Embora a ideia de Demócrito não tenha sido aceita por muitos de seus contemporâneos (Platão e Aristóteles) ela prevaleceu.

“A matéria seria formada por

partículas muito pequenas e

indivisíveis.”

Modelo de Dalton (1808)^ Química Geral^ - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

 Em 1808, o cientista e professor inglês, John Dalton, formulou uma definição precisa dos constituintes da matéria, denominados átomos:

  1. Os elementos seriam formados por partículas

extremamente pequenas chamadas átomos.

Teoria Atômica

John Dalton (1766-1844)

  1. Todos os átomos de um mesmo elemento são idênticos, tendo o mesmo tamanho, massa e propriedades químicas.

  2. Os compostos são constituídos por átomos de mais de um elemento. Em qualquer composto, a razão entre os números de átomos de quaisquer elementos presentes é um número inteiro ou uma fração simples.

  3. Uma reação química envolve apenas a separação e rearranjo dos átomos.

Bola de bilhar

Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Modelo de Dalton

  1. Os elementos seriam formados por partículas

extremamente pequenas chamadas átomos.

John Dalton

  1. Todos os átomos de um mesmo elemento são idênticos, tendo o mesmo tamanho, massa e propriedades químicas.

Demócrito

Maciço Esférico

Indivisível

Elemento X Elemento Y Composto dos

elementos X e Y

Tubo de Raios Catódicos^ Química Geral^ - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

 Trata-se de um tubo de vidro do qual se retira a maior parte do ar. Quando se ligam as

duas placas metálicas à fonte de alta tensão, a placa carregada negativamente,

denominada cátodo , emite uma radiação invisível, que se dirige a placa carregada

positivamente, denominada ânodo.

Teoria Atômica

William Crookes (1832-1919)

Cátodo

Ânodo

Tubos de Crookes (1879)

Experimento de Thomson (1896)^ Química Geral^ - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Teoria Atômica

John Thomson

E

ZnS (material fluorescente)

Cátodo

Ânodo

O desvio dos raios catódicos em direção a placa positiva sugere que esses raios devem ser formados por partículas com carga negativa.

Elétron

Razão carga/massa:

  • 1,76 x 10^8 C/g

Experimentos de Millikan (1909)^ Química Geral^ - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Teoria Atômica

Robert Andrews Millikan (1868-1953)

Atomizador de óleo Telescópio

Placa (+)

Placa (-)

Gotas de óleo

Fonte de radiação

Determinação da carga do elétron

1,60 x 10-19^ C

Fe

P

gota

As gotas possuíam cargas diferentes que eram múltiplos inteiros de um valor menor

Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Modelo de Thomson

Presença de cargas positivas no átomo

Neutralidade elétrica da matéria

Descoberta do elétron

Modelo de Thomson

“Pudim de Passas”

John Thomson

Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Movimento Ondulatório

Definição e Propriedade das Ondas

Comprimento de onda ( λ ) distância entre dois pontos idênticos consecutivos

Frequência (v) Número de ondas que passam por um determinado ponto em uma certa unidade de tempo

Amplitude (A) Altura máxima de uma onda

 Perturbação periódica que se propaga no meio transportando energia sem

que ocorra transporte de matéria.

Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Radiação Eletromagnética

James Clerck Maxwell (1831-1879)

c = λ. v

Velocidade da luz (3,00 x 10^8 m.s-1)

As radiações se propagam através do espaço como campos elétricos e magnéticos que oscilam perpendicularmente entre si

transversal tridimensional

Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Exercício

 A frequência da radiação usada em todos os fornos micro-ondas vendidos

nos Estados Unidos é 2,45 GHz. Qual é o comprimento de onda, em metros, dessa radiação? Quanto essa radiação é mais longa ou curta do que a radiação da luz laranja (625 nm)?

R: 0,122 m, ~200000 vezes mais longo que o da luz laranja

Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Quantização da Energia

Equação de Planck (1900)

Espectro da radiação emitida por um corpo aquecido

E = h. v

Energia (J)

Constante de Planck (6,626 x 10-34^ J.s)

Frequência (s-1)

A vibração de átomos em um objeto aquecido provoca emissão de radiação eletromagnética.

Vibrações seriam QUANTIZADAS

Max Planck (1858-1947)

Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Espectro de Linhas Atômicas

Lâmpada

Tubo de gás (H 2 )

Espectro Contínuo

Espectro Quantizado

“Contínuo”

“Quantizado”

Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Espectro de Linhas Atômicas

1/ λ = R (1/2^2 – 1/n^2 ) quando n > 2

Rogers Waters

Johann Balmer (1825-1898)

Johannes Rydberg (1854-1919)

Equação de Rydberg

Constante de Rydberg (1,0974 x 10^7 m-1)

Comprimento de onda

O grupo de linhas visíveis no espectro dos átomos de hidrogênio para quaisquer valores de n é chamado de Série de Balmer.

Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Modelo de Bohr

Niels Bohr (1885-1962)

Os elétrons só poderiam ocupar determinados níveis de energia, nos quais ele é estável.

Postulado da Quantização

Forneceu a primeira conexão entres os espectros dos átomos e as ideias quânticas de Planck e Einstein

En = - R.h.c / n^2

Constante de Rydberg (1,0974 x 10^7 m-1)

Energia do e- no nível n

Constante de Planck (6,626 x 10-34^ J.s)

Velocidade da luz (3,00 x 10^8 m.s-1)

Número quântico principal

Explicação Teórica para o átomo de hidrogênio (1913)

Química Geral - Prof. Bruno Rocha Santos Lemos

Exercício

 Calcule as energias dos estados n = 1, n = 2 e n = 3 do átomo de hidrogênio

em kJ.mol-1. Qual é a diferença de energia entre os níveis 2 e 1? Qual é a diferença de energia entre os níveis 3 e 2?

R: E 1 = - 1312 kJ.mol-1, E 2 = -328 kJ.mol-1, E 3 = -146 kJ.mol-1, ∆E 21 = 984 kJ.mol-1, ∆E 32 = 182 kJ.mol-

A diferença energética

entre os níveis atômicos

DIMINUI a medida que se

afasta do núcleo