Interações Atômicas e Moleculares Código da disciplina: BCK0104

Interações Atômicas e Moleculares
Código da disciplina: BCK0104-15 (antes: BC0104)
TPI: 3-0-4.
Carga Horária: 36hs.
Coordenador: Prof. Dr. Alexsandre F. Lago
Ementa resumida:
Fundamentos de mecânica-quântica aplicados em átomos e moléculas;
Teoria da ligação de valência; Teoria do Orbital Molecular; Interações
Elétricas entre átomos/moléculas; Interações moleculares em líquidos;
Introdução à física da matéria condensada: Estruturas Cristalinas, Teoria de
bandas
e
propriedades
físicas
dos
materiais.
Objetivos gerais:
Aplicação da teoria quântica na compreensão das estruturas e
propriedades microscópicas da matéria (átomos, moléculas, e matéria
condensada), forças de interação entre átomos e moléculas, caracterização
da matéria, e aplicações tecnológicas.
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA
Básicas :
-TIPLER, Paul A.; LLEWELLYN, Ralph A , Física Moderna. 3 ed. :
LTC, 2006.
-ATKINS, Peter, Físico-Química. 9ª ed. : LTC, 2012. vols. 1 e 2.
-SHRIVER, D. F; ATKINS, P. W. Química Inorgânica . 3 ed. :
Bookman, 2003.
Complementares :
-BALL, David W. Físico-Química, : Thomson, 2005. vols. 1 e 2.
-LEVINE, Ira N. Quantum chemistry. 6th ed. : Prentice Hall, 2008.
-LEE, J D. Química inorgânica não tão concisa. : Edgard Blucher,
1999.
-MOORE, Walter John. Físico-química. Edgard Blucher, 1976.
-MCQUARRIE, Donald A; SIMON, John D. Physical chemistry: a
molecular approach. University Science Books, 1997.
Tópicos do curso: Parte 1
- Fundamentos de mecânica-quântica;
- Forças interatômicas;
- Equação de Schrödinger do átomo de hidrogênio e hidrogenóides, soluções
para os orbitais atômicos e energias;
- Estrutura eletrônica de átomos multi-eletrônicos, princípio da exclusão de
Pauli, preenchimento e ordenamento de orbitais atômicos, espectro atômico;
- Teoria da ligação de valencia (TLV): Fundamentos mecânico-quânticos da
teoria TLV. Hibridização de orbitais, Ressonância;
Estruturas de moléculas diatômicas e poliatômicas.
- Teoria do orbital molecular (TOM): Fundamentos mecânico-quânticos da
teoria TOM;
Combinações lineares de orbitais atômicos. Funções de onda (OM); Tipos de
orbitais moleculares.
-Moléculas diatômicas homonucleares e heteronucleares:
Diagramas de energia em moléculas diatômicas;
Estrutura eletrônica de moléculas.
Moléculas poliatômicas.
Parte 2
Interações Atômicas e Moleculares:
- Interações elétricas nas moléculas. Momento de dipolo, polarização.
- Interações entre moléculas.
- Forças Intermoleculares: Íon-dipolo, Íon-dipolo Induzido, forças de
dispersão, Ligações de hidrogênio.
Matéria condensada:
- Líquidos : Estrutura, interações e propriedades.
- Introdução ao estado sólido.
- Redes cristalinas (parâmetros de rede, redes de Bravais).
- Estruturas cristalinas (classificação e propriedades).
- Teoria de bandas (fundamentos, tipos de bandas).
- Propriedades dos sólidos (físicas, elétricas, magnéticas).
Requisitos mínimos FORTEMENTE
recomendados
• Estrutura da matéria (BC0102) ;
• Funções de uma variável (BC0402);
• Funções de várias variáveis (BC0407);
• Física quântica (BC0103);
• Vontade de estudar (BC0000).
Sem estes requisitos recomendados...
É por sua conta e risco...
Calendário- 2º Quadrimestre 2016
Cronograma proposto
Semana
1
Aulas
Sexta - (10/06)
Quarta - (15/06)
2
3
Introdução ao Curso (Informações gerais, conceitos, datas de provas, sub,
rec, etc.)
Revisão sobre Ondas, Solução corda vibrante (McQuarrie 39-43)
Equação de Schrödinger – (Tipler 153-156, McQuarrie 73-81)
Oscilador Harmônico (Tipler 170 – 171, McQuarrie 165-171)
Sexta - (17/06)
Quantização do momento angular e da energia do átomo de hidrogênio
(Tipler 188 – 194, McQuarrie 191-218)
Sexta - (24/06)
Continuação quantização do momento angular e da energia do átomo de
hidrogênio (Tipler 188 –194, McQuarrie 191-218)
Orbitais spdf (Atkins 256 – 261)
Quarta - (29/06)
4
Sexta - (01/07)
5
Conteúdo
Sexta - (08/07)
Spin do elétron e Princípio da exclusão de Pauli, regras de seleção (Tipler
195 – 204)
Química Quântica – Ligação Química
Fundamentos Mecânico-quânticos da teoria (aproximação de BornOppenheimer) (Levine 342-346).
Teoria da ligação de valência - moléculas diatômicas e poliatômicas (Atkins
277 – 279)
Hibridização e ressonância (Atkins 279-282)
Teoria do Orbital molecular: Fundamentos mecânico-quânticos da Teoria
(McQuarrie 323-360)
Combinações lineares de orbitais atômicos. Tipos de orbitais. Moléculas
diatômicas homonucleares (Atkins 283 – 289, Levine 342 -378)
Diagramas de energia em moléculas envolvendo os subníveis s e p
Semana
Aulas
Conteúdo
- Prova 1 - dia 13/07
Quarta - (13/07)
6
7
Sexta - (15/07)
Sexta - 22/07
Quarta - (27/07)
8
Sexta - (29/07)
Sexta- 05/08
9
Quarta - (10/08)
10
Sexta - (12/08)
11
12
Sexta - (19/08)
Sexta - (26/08)
Combinações lineares de orbitais atômicos. Tipos de orbitais. Moléculas diatômicas
homonucleares (Atkins 283 – 289, Levine 342 -378)
Diagramas de energia em moléculas envolvendo os subníveis s e p
Moléculas poliatômicas (Atkins 283-289) McQuarrie (371-393)
Moléculas diatômicas heteronucleares (Atkins 291 – 297,Levine 418 – 419), McQuarrie
346- 349)
Interações Moleculares: Interações elétricas das moléculas (Atkins 301 – 312, McQuarrie
333- 335)
Interações Moleculares: Interações elétricas das moléculas (Atkins 301 – 312, McQuarrie
333- 335)
Forças Intermoleculares: Íon-Dipolo, Íon - Dipolo Induzido, Forças de dispersão, Ligações
de Hidrogênio(Atkins 301 – 312)
Tensão superficial / Viscosidade / Função Distribuição Radial Líquidos (Atkins 324 – 331)
Matéria Condensada I:
Introdução ao Estado Sólido (Tipler 287 – 293)
Redes Cristalinas (Kittel 2-10)
Estruturas Cristalinas(Kittel 11 – 17)
Matéria Condensada II:
Teoria de Bandas (Tipler 303 –310, Kittel 141 -157)
Propriedades dos Sólidos (Tipler 305-325)
- Prova 2 – 12/08
Prova Substitutiva: Fechada, só será permitido fazer a prova quem faltou uma das
avaliações, e mediante justificativa fundamentada (atestado).
Prova de Recuperação (toda matéria do curso): O conceito final máximo será C, para
que não ocorram injustiças com quem se dedicou mais durante o quadrimestre
AVALIAÇÕES (previsão)
- 1º. prova - (13/07) - Conteúdos da parte 1.
- 2º. prova – (12/08) - Conteúdos da parte 2.
- Prova Substitutiva – (19/08)
Prova Substitutiva (fechada): Somente para discente que não conseguiu fazer
alguma das provas anteriores (mediante justificativa/atestado).
-Prova de recuperação – (26/08).
Recuperação é para quem fez duas provas anteriores, não tirou zero em alguma
delas, e ficou com conceito D ou F.
Prova rec. abrangerá todos os conteúdos do curso. O conceito final máximo será
C, após a recuperação, considerando a composição de todas as avaliações.
CONCEITOS FINAIS (conversão aproximada de aproveitamento)
A = 85 - 100%
B = 70 – 84%
C = 50 – 69%
D = 45 – 49%
F < 45% (reprovado por conceito)
O = reprovado por faltas (acima de 25% da carga horária do curso). Neste caso,
não terá direito a fazer recuperação.
Informações sobre a Disciplina
Aulas, cronograma do curso, lista de estudantes,
materiais adicionais específicos desta turma
poderão ser disponibilizados na página do Tidia,
ou disponibilizadas à critério do professor da
turma (e-mail, webpage, etc.).
Página Geral da Disciplina: (listas, informações de
monitoria, etc...) no Tidia:
Procure a disciplina IAM 2016.2 no tidia.
Importante:
Material de aulas fornecido pelo docente serve
apenas como um guia para os estudos.
Assim, tal material (slides, etc.) não deve ser
usado como única fonte de estudo para a
disciplina, sob risco de prejudicar o aprendizado.
Utilizar a bibliografia sugerida para estudar e
aprofundar os conteúdos do programa da
disciplina.