O documento discute a estrutura atômica e propriedades periódicas, abordando a teoria quântica. Apresenta os modelos atômicos de Thomson, Rutherford e Bohr, que levaram à compreensão dos espectros de emissão e absorção e das órbitas eletrônicas. Explica também a descoberta do fóton por Einstein através do efeito fotoelétrico.

1. QUÍMICA GERAL
Escola de Engenharia Industrial Metalúrgica
Universidade Federal Fluminense
Volta Redonda - RJ
Prof. Dr. Ednilsom Orestes
25/04/2016 – 06/08/2016 AULA 02

2. ESTRUTURA ATÔMICA
&
PROPRIEDADES
PERIÓDICAS

3. Por que entender
Teoria Quântica?

4. Por que entender
Teoria Quântica?

5. Por que entender
Teoria Quântica?

6. Por que entender
Teoria Quântica?

7. Por que entender
Teoria Quântica?

8. Por que entender
Teoria Quântica?

9. Por que entender
Teoria Quântica?

10. Por que entender
Teoria Quântica?

12. 1987, Joseph John Thomson descobre o
elétron em (presente em todos os materiais)
e estabelece sua relação 𝒒/𝒎.

13. Tubo de Raios Catódicos

14. Tubo de Raios Catódicos

15. Tubo de Raios Catódicos

16. Tubo de Raios Catódicos

17. Tubo de Raios Catódicos

18. Tubo de Raios Catódicos

22. Robert Millikan
estabelece a carga
do elétron em 1898

23. Ernest Rutherford
Modelo Atômico Planetário -1911

26. -
-
-
-
-
+
-

27. -
-
-
-
-
+
-

28. Porque o elétron não cai no núcleo?

29. Joseph Jacob Balmer
Espectro do Hidrogênio - 1875

35. Espectro de Emissão
KNO3CaCl2 NaCl

36. Reveillon 2014

38. 𝑐
𝜆
= 𝜈 = ℛ
1
𝑛1
2 −
1
𝑛2
2 𝑛1 = 1,2, … 𝑛2 = 𝑛1 + 1, 𝑛1 + 2, …
Calcule o comprimento de onda da radiação emitida por um
átomo para n1=2 e n2=3. Dado: cte de Rydberg = 3,29x1015 Hz.
Resp.: 657 nm
Repita para n1=2 e n2=4 (Resp.: 486 nm) e para n1=2 e n2=5.

41. 1900: Catástrofe do Ultravioleta.
Max Planck:
TEORIA QUÂNTICA

43. Wien: Correto em altas frequências.
Rayleigh: Correto em baixas frequências.
1900: Emissão/absorção de
energia dá-se em quanta.
Contraria Mec. Clássica.
𝐸 = 𝑛ℎ𝜈
E=nhν com n = 1,2,3,...
h = 6,626x10-34 J.s
ν = freqüência.
Calcule a energia (n=1) para uma radiação com ν = 6,4x1014 Hz.
Repita para n=1 mol.

44. Albert Einstein

45. Esperado
• Intensidade da radiação é proporcional com máxima Ke.
• Efeito fotoelétrico ocorre para qualquer freq. e compr. onda.
• Deveria haver um delay entre radiação e emissão dos
elétrons.
Observado
• Intensidade luz não altera a Ke máxima dos elétrons.
• Frequência de “corte” para fotoemissão.
• Não há delay significativo entre radiação e emissão.
1905: Efeito fotoelétrico

46. A. Einstein
Nasce o
FÓTON!

47. 𝐸 𝐾 = ℎ𝜈 − Φ
𝑚 𝑒 𝑣2
2
= ℎ 𝜈 − 𝜈0

48. 𝐸 𝐾 = ℎ𝜈 − Φ
𝑚 𝑒 𝑣2
2
= ℎ 𝜈 − 𝜈0

49. A velocidade de um elétron emitido pela superfície de uma amostra
de potássio pela ação de um fóton é 668 km.s-1. (a) Qual é a energia
cinética do elétron ejetado? (b) Qual é o comprimento de onda da
radiação que provocou a fotoejeção do elétron no item anterior? (c)
Qual é o comprimento de onda mais longo de radiação
eletromagnética capaz de ejetar elétrons do potássio? A função
trabalho do potássio é 2,29 eV. (1 eV = 1,602 x 10-19 J)
𝐸 𝐾 =
𝑚 𝑒 𝑣2
2
= 2,03 × 10−19
J
𝑚 𝑒 𝑣2
2
= ℎ𝜈 − Φ
ℎ𝜈 = 5,70 × 10−19
J
∴ 𝜆 = 3,49 × 10−7
m
= 349 nm
0 = ℎ𝜈 − Φ
𝜆 =
𝑐ℎ
Φ
∴ 𝜆 = 5,42 × 10−7
m
= 542 nm

50. +
Modelo Rutherford: elegante e instável.
-
-
Niels Bohr
-
Série do
Hidrgênio
H, He+, Li2+, ...
Explicava propriedades física e químicas.
Órbitas explicavam propriedades na TP.

51. 2
0
2
4 r
Ze
Fe


r
m
Fc
2
v

-
r
+
v

1. Elétron possui órbita circular
em torno do núcleo.
2. Momento angular quantizado.
3. Absorve/emite energia quando
muda de estado.ce FF 
2
42
v
0
22
U
E
r
Zem
E
UTE



 TE
TU
T 
 2
2
0
2
2
0
2
2
4
4
v
r
Ze
F
mr
rZe
c




-
+
2
v
h
nmrprL 

r

p

r
Ze
m
0
2
2
4
v


.
.
00
2
22
a42
2
n
eZ
E
UE
n 



2
0
22
Zme
hn
r
FF
n
ce



52. hEE nn  12
Substituindo En tem-se:














2
2
2
100
22
00
2
1
22
00
2
2
22
11
a8
a42a42
nn
eZ
h
n
eZ
n
eZ
h




Fazendo ν = c/λ chegamos a Equação proposta por Balmer.






 2
2
2
1
11
nn
RH
00
22
a8hc
eZ
RH 

53. hEE nn  12