ONDAS ELETROMAGNÉTICAS ÁTOMO DE BOHR
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ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
ÁTOMO DE BOHR
Ondas Eletromagnéticas
ONDAS ELETROMAGNÉTICAS – ASPECTOS GERAIS
A= amplitude (m)
λ= comprimento de onda (m)
ν= frequência (Hz= s-1)
c= velocidade da luz= 2,998x108 m.s-1
c= λ.ν
Max Planck:
Prêmio Nobel em Física 1918
QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
-Objetos ganham ou perdem
energia pela absorção ou emissão
de QUANTAS de energia radiante
E = h • E = h • νν
Energia proporcional a frequência:
h = h = constanteconstante de Planck = 6.6262 x 10de Planck = 6.6262 x 10--3434 J•sJ•s
Albert Einstein
Efeito Fotoelétrico
(1905)
Prêmio Nobel em Física 1921
Anodo (+) Cátodo (-)
Elétrons (é)
Fótons
Luz
Medidor de Corrente
Freqüência da luz incidente
Co
rren
te
Efeito Fotoelétrico
Efeito Fotoelétrico
hν= Eo + ½ mv2
hν= hνo + ½ mv2
½ mv2= hν - hνo
Einstein: luz é constituída de partículas
discretas de energia hν
Fótons
ESPECTROS CONTÍNUOS
X
ESPECTROS DE LINHAS
Espectro de Linhas do Hidrogênio
)2i
2f n
1n1
R( −=ν
Balmer (1885)
(Lyman) 4..... 3, 2, =n n1
11
R( 2i
2 )−=ν
ν = − R( 12
1n
n = 3, 4, 5..... (Balmer)2i2 )
ν = − R( 13
1n
n = 4, 5, 6..... (Paschen)2i2 )
ν = − R( 15
1n
n = 6, 7, 8..... (Pfund)2i2 )
ν = − R( 14
1n
n = 5, 6, 7..... (Brackett)2i2 )
Séries de Linhas do Espectro do Hidrogênio
+Electronorbit
Modelo do Átomo Rutherford
-Qualquer órbita era possível
-Carga em movimento deveria emitir energia
Resultado: Colapso do átomo
Niels Bohr
Premio Nobel em Física
1922
Modelo do Átomo de Bohr
Enfoque eletrodinâmico clássico está incorreto
- Elétron pode existir apenas em estados estacionários (órbitas discretas)
- Elétron é restrito à estados de energia quantizados
- Momento angular do elétron corresponde a múltiplos de h/2π
- Emissão de luz nos átomos corresponde a mudança do elétron entre estados
estacionários
(i) 4
v2
0
22
rZe
rm
πε=
(ii) 4
v0
22
mrZeπε
=
Aspectos da Mecânica do Modelo de Bohr
(iii)vrm = 2πnh
Momento angular
mrnhπ2
v = (iv) 4
v 222
222
rmhn
π=
Zemr
n hm r
2
0
2 2
2 2 24 4πε π=de (ii)
(v) 2
220
Zmehnr
πε
=
Raio de Bohr
(i)
(ii)
(iii)
Zmehnr 2
220
πε
=
2
20
0 meha
πε
=
Znar
2
0=
a0= 5,2917x10-11 m
(vi) 8
v21
0
22
rZemEπε
−=−=
Energia cinética do elétron:
Utilizando r de (v):
(vii) 8 222
0
42
hnmeZE
ε−=
Considerando uma transição eletrônica i f
ΔE Z e mn h
Z e mn hi f
= − −( (2 4
2 2
2 4
2 28) -
8)
02
02ε ε
(viii) )11(8 2222
0
42
if nnhmeZE −=Δ
ε
E hcv=
Energia radiação luminosa:
v Z e mh c n nf i
= −2 4
3 2 2
1 18 0
2ε( ) v R
n nf i
= −( )1 12 2
R Z e mh c
=2 4
38 02ε
Energia do Elétron em um Estado Estacionário
Energia total(ET)= Ec + Ep
rZe
mvET0
22
421
πε−=
2nRhc
En −=
n Energia (Joules) Raio (nm)∞ 0 ∞6 -0.61 x 10-19 1.905 -0.87 x 10-19 1.324 -1.36 x 10-19 0.8463 -2.42 x 10-19 0.4762 -5.45 x 10-19 0.2121 -2.18 x 10-18 0.0529
kJ/mol 1312 RhcE
1-RhcE
1-RhcE
=+=Δ
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
∞=Δ
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=Δ
22
22
11
1
inicialfinal nn
Energia de Ionização
Refinamento do Modelo Atômico de Bohr
Estrutura “fina dos espectros atômicos”
Órbitas elípticas
Modelo Atômico Bohr-Sommerfeld
eixo maioreixo menor
=nk
Para a elipse:
onde:
n= número quântico principal
k= número quântico azimutal (secundário)
(k = 1, 2, 3, ............n)
n k n/k
1 1 1/1 (circular)
2 1,2 2/2 (circular), 2/1 (elíptica)
3 1,2,3 3/3 (circular), 3/2 elíptica, 3/1 (quase-elíptica)
Experimento Stern-Gerlach
Spin: Rotação do elétron sobre o próprio eixo
Vapor de átomos
metálicos
Desdobrameto adicional de linhas
em dubletos
Momentos angulares de spin: msh/2π
ms = ±12
Desdobramento do Espectro de Linhas
Propriedades Magnéticas
Efeito Zeeman
SINGLETE
MULTIPLETE (2l + 1)
Campo Magnético
Conjunto de Números Quânticos
Número Quântico Símbolo Valores
Principal n 1, 2, 3,...........
Secundário ou Azimutal l 0, 1, ....(n-1)
Magnético m -l,.....0,.....l
Spin ms ±1/2
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