3 revisitando estrutura eletrônica

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BC 0307- Transformações Químicas

1

REVISITANDO

BC 0102 - Estrutura da Matéria

Estrutura Eletrônica dos Átomos

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BC 0307- Transformações Químicas

Caminho percorrido para entender a Estrutura

Eletrônica dos Átomos

“Nada existe além de átomos evazio; tudo mais é opinião” 

Demócrito

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BC 0307- Transformações Químicas

Universo Físico: abarca todas as coisas que são manifestações de atividadesfísicas, químicas e biológicas da natureza.

Partículas Elementares

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BC 0307- Transformações Químicas

GRANDEZAS, UNIDADES E SISTEMAS DEUNIDADES

SI

Unidades SIde base

Unidades SIderivadas

Unidades SIsuplementares

Sistema corente

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BC 0307- Transformações Químicas

GRANDEZAS, UNIDADES E SISTEMAS DEUNIDADES

Unidade Definição segundo a Conferência Geral de Pesos e medidas

Metro Comprimento do caminho percorrido pela luz, no vácuo, durante o intervalo de tempo de1/299 792 458 de segundo.

Quilograma Massa do protótipo internacional do quilograma.

Segundo Duração de 9 192 631 770 períodos de radiação correspondente à transição entre os doisníveis hiperfinos do estado fundamental do césio 133.

Ampère Corrente elétrica invariável que, se mantida em dois condutores retilíneos paralelos, decomprimento infinito, de seção transversal desprezível e situados no vácuo separados de 1metro, produziria entre esses condutores uma força igual a 2 x 10-7 newton por metro decomprimento dos mesmos.

Kelvin Fração (1/273,16) da temperatura termodinâmica do ponto tríplice da água.

Mol Quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quantossão os átomos contidos em 0,012 quilograma de carbono 12.

Candela Intensidade luminosa, numa dada direção, de uma fonte que emite radiaçãomonocromática de frequência 540 x 1012  hertz e que tem intensidade energética naqueladireção de (1/683) watt por esterradiano.

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BC 0307- Transformações Químicas

Filósofos pré-socráticos ao nascimento daCiência Moderna...

Essa ideia deindivisível não é

boa...Pitágoras

Platão

Aristóteles

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Mas a ideia é retomada no Renascimento...

Giordano Bruno

Galileu Galilei

Gassendi

Boyle

19 séculosdepois de

Aristólteles!!!

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E um modelo atômico começa a ser concebido...

O LEGADO DE DALTON: Apesar

de Dalton não fazer qualquer alusão ànatureza elétrica do átomo, deu ênfaseàs expansões térmicas   caminho quelevou a desenvolvimento da TeoriaCinética dos Gases. 

John Dalton

O trabalho de Dalton  –  1808   –  foi um

dos mais notáveis fundamentos da “nova” Química, lançada por Lavoisier.

A teoria de Dalton foi a primeira teoriaessencialmente científica, baseada emresultados experimentais   consequência

do processo de medição dos pesosatômicos dos elementos químicos.

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Será necessários “abrir  um parêntesis” no desenvolvimento do estudo do átomo

para estudar os gases...

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Pressão e Volume

Temperaturae Pressão

Quantidade de

matéria e Volume

GAS

ES

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James Clerk MaxwellRudolf Clausius

Teoria cinética dos gases

As novas ideias que surgiram da Teoria – usando

probabilidades e estatísticas de sistemas microscópicos para

prever propriedades macroscópicas que possam ser medidasem laboratório (como P, T, ...) estão na base de tudo o que

estava por vir em termos de teoria quântica.

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12

Voltando à outras descobertas…. 

A descoberta da natureza elétrica da matéria

Franklin

Coulomb

Galvani

Volta

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1833 – Faraday executou experimentos sobre o

efeito da corrente elétrica em soluções

(eletrólise)   evidências quantitativas emfavor de constituintes eletricamente

carregados no interior da matéria átomos de

eletricidade.

9,65 x 104

6,02 x 1023 A N 

 F e =   1,6x10-19 C

A descoberta da natureza elétrica da matéria

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Thomson

Millikan

“Pudim de passas” 

Carga do “corpúsculo” =

1,6x10-19 C

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Roentgen

Becquerel

Curie

Experimentos com Raios X e Radioatividade

Á

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Rutherford

O Átomo de Rutherford

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Contexto do nascimento do átomo de Bohr:

Á d h

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O Átomo de Bohr

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BC 0307- Transformações Químicas

+

-

r

HeisenbergSchrödinger

E eis que surge a Mecânica Quântica....

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BC 0307- Transformações Químicas

Onde está o elétron?

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BC 0307- Transformações Químicas

O Modelo Atômico Padrão...

“Nada existe além de átomos e vazio; tudo mais éopinião”Demócrito

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Teoria que explica as partículas e as forçasMODELO PADRÃO

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BC 0307- Transformações Químicas

Teoria que explica as partículas e as forças

fundamentais. Explica do que o mundo é feito e o que o

mantém unido. Contudo, ainda existem muitas questões

a serem respondidas. 

MODELO PADRÃO

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BC 0307- Transformações Químicas

Quarks: Quarks são um tipo de partícula de matéria. A maior parte

da matéria que vemos em nossa volta é feita de prótons e

nêutrons, os quais são compostos de quarks.

Partículas elementares:

Partículas elementares:

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BC 0307- Transformações Químicas

Partículas elementares:

Léptons: O lépton mais conhecido é o elétron  (e-). Os outros dois

léptons são o múon  () e o tau  (), que são carregados como os

elétrons, mas têm muito mais massa. Os outros léptons são os três

tipos de neutrinos ().

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BC 0307- Transformações Químicas

EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS

• ÁTOMO: é divisível e é formado por muitas partículas.

• PARTÍCULAS FUNDAMENTAIS: quarks e elétron.

•

ELÉTRONS: parte mais importante do átomo, do ponto de vista químico,neste momento.

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BC 0307- Transformações Químicas

Regra de Hund:

• As configurações eletrônicas informam em quais orbitais oselétrons de um elemento estão localizados.

• Três regras:

- Os orbitais são preenchidos em ordem crescente de n; 

- Dois elétrons com o mesmo spin não podem ocupar o mesmo

orbital (Princípio da Exclusão de Pauli);- Para os orbitais degenerados, os elétrons preenchem cada

orbital isoladamente antes de qualquer orbital receber umsegundo elétron (regra de Hund)

Princípio da construção

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Di t ib i ã El t ô i

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Distribuição Eletrônica

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Di t ib i ã l t ô i

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BC 0307- Transformações Químicas

Regra de Hund

E por que não: 1s22p1 ?

Distribuição eletrônica

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Orbitais e números quânticos: Átomos polieletrônicos

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BC 0307- Transformações Químicas

Energia de orbitais

Orbitais e números quânticos: Átomos polieletrônicos

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Á

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BC 0307- Transformações Químicas

Energia de orbitais

Átomos com muitos elétrons

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BC 0307- Transformações Químicas

Energias Relativas das Camadas

No estado fundamental de

um átomo com muitos

elétrons, os elétrons

ocupam os orbitais

atômicos disponíveis de

modo a tornar a energia

total do átomo a menor

 possível.

Princípio da Construção e Regra de Hund

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Princípio da Construção e Regra de Hund

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BC 0307- Transformações Químicas

Energias relativas para átomos commuitos elétrons

Princípio da Construção e Regra de Hund

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BC 0307- Transformações Químicas34

Exercício:

a. Qual a distribuiçãoeletrônica do Na (Z=11) e doCl (Z=17)?

Estrutura Eletrônica

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Configurações eletrônica condensadas

• O neônio tem o subnível 2 p completo

• O sódio marca o início de um novo período

• Logo, escrevemos a configuração eletrônica condensada para o sódiocomo : Na: [Ne] 3s1

• [Ne] representa a configuração eletrônica do neônio

• Elétrons mais internos: os elétrons no [Gás Nobre]

• Elétrons de valência: os elétrons fora do [Gás Nobre]

Configurações eletrônicas

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Exercício: Dê as configurações eletrônicas do estadofundamental do átomo de Ti e dos íons Ti3+ Ti2+ Ti+.

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Exercício: Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental do átomo de

Ti e dos íons Ti3+ Ti2+ Ti+.

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