NUMEROS QUANTICOS

NÚMEROS QUÂNTICOS
As teorias da MECÂNICA QUÂNTICA (Planck,
De Broglie, Schrödinger e Heisenberg e outros),
auxiliam na identificação dos elétrons.
Prof. Ailey Aparecida Coelho Tanamati
Mecânica = movimento de corpos;
- Aristóteles, Galileu, … Isaac Newton (16431727):
• Leis do movimento: sistema de partículas é
descrito por posição e velocidade de cada uma.
• A dinâmica é calculada a partir das forças sobre
o sistema.
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Fins do século XIX:
- Espectro da luz, efeito fotoelétrico, … problemas
sem explicações usando a física clássica (= pré-
quântica);
Espaço para surgimento da Mecânica Quântica.
Max Karl Ernst Ludwig Planck (1900), físico
alemão, conhecido como o pai da física
quântica.
Mecânica Quântica
- Desenvolvida na década de 1920 para descrever
sistemas microscópicos: fótons (luz), elétrons, átomos, etc.
- A teoria descreve as probabilidades de qualquer evento
ocorrer;
- Possibilidade de “superposição quântica” –estar em dois
lugares ao mesmo Tempo.
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Em 1905, Albert Einstein desenvolveu a idéia,
proposta por Planck, de que a energia de um feixe de luz
concentrava-se em pacotes, os fótons. O quantum de
energia luminosa é o fóton.
O quantum ou fóton possuem energia específica e
fazem parte da radiação, cada fóton varia de acordo com a
cor de sua luz.
A energia de um fóton ocorre através da relação:
E = h
Os NÚMEROS QUANTICOS são os modelos que nos
auxiliam na localização e identificação da posição do
elétron na orbita de um átomo.
Princípio da incerteza de Heisenberg:
é impossível determinar com precisão a posição e a
velocidade de um elétron num mesmo instante.
Orbital é a região onde é mais provável encontrar um
életron.
1) Números Quânticos Principal (n):
É um número inteiro que representa os níveis de energia,
desde n = 1, para o primeiro nível; n = 2 para o segundo
nível e assim até o infinito.
2 . m . e4 . Z2
2.π
E=
n2. h2
E = energia de uma camada;
m = massa de um elétron
Z = número atômico;
n = número quântico principal;
e = carga de um elétron;
h = constante de Planck;
Os elétrons de um átomo estão no
mais
baixo
nível
energético
disponível (estado fundamental).
O cientista Johannes Robert Rydberg (Sueco).
Número máximo de elétrons nas camadas = 2n2
Camad
a
Número
Quântico
Principal
(n)
Número máximo
de elétron
(Teórico)
(2n2)
Número máximo
de elétron
(Prática)
(2n2)
K
1
2.12 = 2
2
L
2
2.22 = 8
8
M
3
2.32 = 18
18
N
4
2.42 = 32
32
O
5
2.52 = 50
32
P
6
2.62 = 72
18
Q
7
2.72 = 98
2
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O espectro de emissão de átomos não são compostos por
linhas isoladas – cada linha é composta por várias linhas muito
próximas.
Quantização da energia do elétron no átomo de hidrogênio
2) Número quântico de momento angular (ℓ)
(secundário, azimutal
- Distância angular, medida sobre o
horizonte, a partir de um ponto origem).
-Define a forma do orbital;
- Representa os subníveis ou subcamadas presentes em um nível ou
camada (s, p, d, f);
- Elétrons de um mesmo subnível possuem a mesma quantidade de
energia;
- Assume valores de 0, 1, 2, 3....(n-1)
2) Número quântico secundário (ℓ)
Nome
Valor de “ℓ”
“s” (sharp - afiado)
0
Capacidade:
2 (2ℓ + 1)
2
“p” (principal)
1
6
“d” (diffuse)
2
10
“f” (fundamental)
3
14
“g”
4
18
“h”
5
22
“i”
6
26
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Subnível s: possui forma esférica
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Subníveis p: três orientações possíveis, que
coincidem com os três eixos cartesianos.
Orbitais p (px, py e pz) e valores de mℓ (+1, 0, -1).
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ℓ=2: corresponde ao subnível d onde existem cinco
orientações permitidas, ou seja, cinco valores de mℓ (-2,
-1, 0, +1, +2).
ℓ=3: corresponde ao subnível f onde existem sete
orientações permitidas, valores de mℓ (-3, -2, -1, 0, +1,
+2, +3).
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4) Número quântico magnético spin (ms):
- Está associado com a rotação do elétron em torno do seu próprio
eixo;
•Não está relacionado com os valores dos demais números
quânticos;
•Valores de ms : + 1/2 , -1/2.
Átomos poli-eletrônicos
Repulsão elétron-elétron faz com que os diferentes
subníveis estejam em diferentes níveis de energia.
Aplicando o Modelo Quântico:
o Diagrama de Pauling
Distribuição eletrônica - Aufbau
1) Princípio da construção: Os e- devem ocupar
os orbitais de menor energia;
2) Princípio de exclusão de Pauli: No máximo 2 epor orbital, com spins emparelhados;
3) Regra de Hund: Em orbitais de mesma energia
(p, d e f). Adicionamos um e- a cada orbital até que
cada um seja completado.
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