ESCOLA BÁSICA 2 3 / S DA GUIA FÍSICA e QUÍMICA A Ficha de síntese 10º ANO Assunto: Modelo Quântico Evolução do modelo atómico: Modelo Quântico No modelo atómico de Bohr eram admitidas órbitas para os electrões, ou seja, de acordo com esse modelo seria possível conhecer, simultaneamente e com exactidão, a posição e a energia do electrão. Ora, é impossível determinar, simultaneamente e com exactidão, a posição e a energia de um electrão (Principio da incerteza de Heisenberg). O modelo atómico actual é um modelo matemático (o comportamento do electrão é descrito por uma equação matemática) em que se abandonou o conceito de órbita e se passou a falar em orbital. Orbital – representa uma região do espaço atómico onde há uma grande probabilidade de encontrar um electrão. 1 Segundo a Mecânica Quântica, um electrão só pode assumir determinados valores de energia no átomo, aos quais corresponde um número quântico principal, n, que está relacionado com a energia do electrão e com o tamanho da orbital. A cada nível de energia corresponde um ou mais subníveis de energia. Estes identificam-se pelo número quântico secundário, , também designado número quântico azimutal ou de momento angular. Este número pode assumir valores entre 0 e n-1 e indica a forma da orbital. Assim, para = 0, 1, 2, 3... correspondem orbitais do tipo s, p, d, f... respectivamente. As orbitais s são esféricas e as orbitais p são lobulares A orientação espacial de uma orbital é dada pelo número quântico magnético, m, que assume valores inteiros compreendidos entre – e +. Os quadros seguintes sintetizam algumas informações sobres estes três números quânticos e sobre o que eles nos podem fornecer: 2 Para caracterizar uma orbital, necessitamos de três números quânticos: n,e m. Para caracterizar um electrão, é necessário um quarto número quântico – número quântico de spin, ms. Este está relacionado com o movimento de rotação do electrão, podendo assumir apenas dois valores: ms = + 1/2 e ms = -1/2 Para caracterizar um electrão são, portanto, necessários quatro números quânticos: n,, me ms. 3 A distribuição dos electrões pelas diferentes orbitais tem de satisfazer: O Princípio da energia mínima. Primeiro é ocupada a orbital de menor energia, só depois é ocupada a orbital de energia superior, e assim sucessivamente. O Princípio da exclusão de Pauli Não podem existir dois electrões num átomo com o mesmo conjunto de números quânticos A Regra de Hund. Quando preenchemos orbitais da mesma energia devemos fazer primeiro o semipreenchimento de cada uma, mantendo os electrões com o mesmo spin, e só depois proceder ao emparelhamento de sins. O quadro seguinte permite visualizar a distribuição electrónica em vários elementos: 4 5