Estrutura da Matéria Mecânica quântica Estudo do comportamento e das leis do movimento para partículas microscópicas ANTECEDENTES: • Teoria da quantização da energia (M.Planck): E = h. • Dualidade onda-partícula (L.de Broglie): = h / p • Principio de incerteza (Heisenberg): Δx.Δp h 4. Estabelece um limite na precisão com que a posição e o momento de uma partícula podem ser determinados simultaneamente. Estrutura da Matéria Funções de Onda e Níveis de Energia Erwin Schrödinger Estrutura da Matéria Postulados da mecânica quântica • A energia do átomo está quantizada. Só alguns estados energéticos são permitidos (números quânticos). • Mudança entre estados: E = h. • Aproximação estatística à posição do e-: ORBITAL • Descrição de estado e movimento do e- mediante uma função de onda: n,l,m = (x,y,z) EQUAÇÃO DE SCHRÖDINGER: 2 8 . .m 2 .(E V). 0 2 h Estrutura da Matéria Soluções para o átomo de Hidrogênio n l m Função Orbital 1 0 0 1,0,0 1s 0 0 2,0,0 2s 1 -1 0 +1 2,1,-1 2,1,0 2,1,1 2p (2px, 2py, 2pz) 0 0 3,0,0 3s 1 -1 0 +1 3,1,-1 3,1,0 3,1,1 3p (3px, 3py, 3pz) 2 -2 -1 0 +1 +2 3,2,-2 3,2,-1 3,2,0 3,2,1 3,2,2 2 3 3d (3d , 3dxy, 3dyz, 3dxz, 3d ) Estrutura da Matéria Coordenadas Esféricas Polares Estrutura da Matéria Orbitais Atômicos Só pra se ter uma ideia !!! Estrutura da Matéria Arranjos Estrutura da Matéria O ultimo número quântico: Spin do Elétron Estrutura da Matéria Estrutura da Matéria Orbitais p Estrutura da Matéria Orbitais d Estrutura da Matéria Orbitais f Estrutura da Matéria O significado de cada número quântico !!! Estrutura da Matéria 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. Estrutura da Matéria Princípio da Exclusão de Pauli • Dois elétrons, no máximo, podem ocupar um dado orbital. • Dois elétrons, em um átomo, não podem ter o mesmo conjunto de quatro números quânticos. Estrutura da Matéria Distribuição Eletrônica Princípio da Construção e Regra de Hund Energias relativas das camadas Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental do átomo de Ti e do íon Ti3+. Estrutura da Matéria TABELA PERIÓDICA... Percebendo a perfeição... Dimitri Ivanovich Mendeleev O formato da tabela periódica - A forma moderna da tabela periódica reflete a estrutura eletrônica fundamental dos elementos. - Os blocos da tabela periódica refletem a identidade dos últimos orbitais que são ocupados no processo de preenchimento. O número do período é o número quântico principal da camada de valência. O número do grupo está relacionado ao número dos elétrons de valência. Estrutura da Matéria Estrutura Eletrônica e Tabela Periódica Estrutura da Matéria Figuras e gráficos destes slides: Atkins cap. 1 e Brown, caps. 6 e 7.