Dualismo Onda-Corpúsculo

• Modelos Quânticos

  • Modelo Quântico do Átomo

  • Átomo de hidrogênio e átomos polielectrónicos

  • Caráter corpuscular dos fenômenos ondulatórios (Fotões)

  • Caráter ondulatório dos fenômenos corpusculares

  • Modelo da Partícula na Caixa de Energia Potencial a Uma Dimensão

  • Equação de Schrödinger a Três Dimensões

  • Átomo de hidrogênio e átomos hidrogenóides

• Funções de onda (orbitais)

  • Representação das Funções de Onda

  • Funções de Distribuição Radial

  • Funções de Densidade de Probabilidade

  • Contornos de Isoprobabilidade

• Número Quântico de Spin (ms)

  • Estado de Um Electrão

Introdução à Química

• Definição de Química

  • Química é mais ampla do que apenas fórmulas e reações, sendo uma ciência que explora a estrutura da matéria em níveis atômicos e moleculares.

Atomsimo

• Leucipo de Mileto e Demócrito

  • Pais do atomismo

  • Conceito de atomismo como a ideia de que a mutabilidade da natureza está sob um fundo eterno e imutável chamado átomo.

• Epicuro

  • Reformulou o atomismo de Leucipo e Demócrito.

• Poema de Lucrécio

  • De Rerum Natura

  • Redescoberto no século XVI, detalhando a filosofia epicurista.

Nascimento da Química

• 1661 - Publicação de O Químico Céptico por Robert Boyle.

• 1669 - Descoberta do fósforo por Henning Brand, o último dos alquimistas.

• 1766 - Primeiro dicionário moderno de Química, de Pierre Macquer.

• Alquimia e Química

  • A transição de muitas incursões na alquimia, discurso acerca de cientistas como Johann Becher, Georg Ernst Stahl e Isaac Newton envolvendo-se com a alquimia até o século XVIII.

Atomismo Moderno

• John Dalton (1766 – 1844)

  • Pai do atomismo moderno com sua obra A New System of Chemical Philosophy em 1810.

• Citações relevante

  • Auguste Comte: Matemáticas e química não devem se misturar.

  • Auguste Kekulé: Esperava encontrar uma explicação matemático-mecânica para átomos e suas propriedades.

Problemas de Radiação Eletromagnética

• Catástrofe do Ultravioleta (Catástrofe de Rayleigh-Jeans)

  • Resolvido por Max Planck em 1900, introduzindo pacotes discretos chamados quanta.

• Efeito Fotoelétrico (1905)

  • Explicado por Einstein através do dualismo onda-corpúsculo da luz.

Mecânica Quântica

• Historicamente:

  • 1924 - Louis de Broglie estendeu o dualismo onda-corpúsculo ao electrão.

Ondas Estacionárias

• Definição e Comportamento

  • Muitas formas de onda criadas em dimensões específicas, como cordas vibrantes, exigem comprimento de onda discreto devido a suas extremidades fixas.

Equação de Schrödinger

• Os Princípios de Ação:

  • $(H \psi = E \psi)$ onde $H$ é o operador hamiltoniano, E é a energia total, e $\psi$ a função de onda.

  • Esta abordagem também pode ser abordada à medida que lidamos com energia potencial $V(x)$ e energia cinética $E(x)$ em uma dimensão.

Funções de Onda e Orbitais

• Comportamento do Electrão em Caixa de Potencial:

  • Energia e função de onda estão quantificadas; condição de normalização necessária para definições corretas.

  • O modelo leva em consideração as funções de onda tridimensionais, resultando em soluções inteiras das funções de onda possíveis.

Números Quânticos

• Definição:

  • n : Número quântico principal (n=1, 2,…).

  • l : Número quântico azimutal (0 ≤ l ≤ n-1).

  • m : Número quântico magnético (-l ≤ m ≤ l).

Propriedades das Orbitais e Funções de Onda

• Funções de Onda a

  • A representação das orbitais, como as s, que apresentam características específicas;

  • Propriedades que dependem de suas combinações e da presença de nós, que podem caracterizar seus comportamentos

Energia de Ionização e Propriedades Periódicas

• Energia de Ionização

  • Energia necessária para remover um electrão de um átomo no estado gasoso.

• Efeito de Blindagem

  • Números atômicos efetivos que consideram a blindagem dos electrões internos em relação a um electrão específico.

• Eletroafinidade

  • Energia liberada na formação de um ião negativo, comparando-a com a energia de ionização para previsões de comportamento atômico.

Conclusão sobre Regras de Preenchimento das Orbitais

• Regras de preenchimento das orbitais

  • Princípio da energia mínima (Aufbau)

  • Regra de Pauli

  • Regras de Hund: Preenchimento em orbitais degenerados.

Tabela Periódica e Propriedades Químicas

• Distribuição eletrônica dos elementos, suas energias, raios atômicos e condutividade térmica.

Problemas de Revisão

• Последние задачи для периода 17-21 февраля: calcular concentrações e revisar o modelo quântico do átomo.