A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Capítulo 41 Tudo sobre átomos. Os átomos No início do século XX havia dúvida sobre existência deles. Hoje criamos átomos e substâncias compostas (compósitos)

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Capítulo 41 Tudo sobre átomos. Os átomos No início do século XX havia dúvida sobre existência deles. Hoje criamos átomos e substâncias compostas (compósitos)"— Transcrição da apresentação:

1 Capítulo 41 Tudo sobre átomos

2 Os átomos No início do século XX havia dúvida sobre existência deles. Hoje criamos átomos e substâncias compostas (compósitos) manipulando átomos.

3 Os átomos... DNA Galáxia

4 Partículas.... Molécula m Atom m Núcleo m Proton m Eletron < m Quark < m -e

5 Algumas propriedades dos átomos Os átomos são estáveis Os átomos se combinam entre si Ge Moléculas Sólidos

6 Átomos podem ser agrupados em famílias

7

8 Experimento de Franck-Hertz 1914, James Franck & Gustav Hertz

9 Os átomos emitem e absorvem luz E E1E1 E2E2 E3E3 E4E4 absorção emissão

10 Os átomos possuem momento angular e magnetismo Visão clássica pictórica - z momento angular momento magnético

11 O experimento de Einstein-de Haas Wander Johannes de Haas Albert Einstein 1915 O momento angular intrínsico de spin tem a mesma natureza do momento angular orbital.

12 O experimento de Einstein-de Haas

13 O spin do elétron O elétron possui momento angular intrínseco, o spin, e um momento de dipolo magnético intrínseco. Teoria quântica do spin: P. A. M. Dirac (1929) pseudo-vetor ou dual

14 Spintronics

15 Estados quânticos do elétron em um átomo

16 Momento angular e momento magnético Momento angular orbital: Momento magnético orbital:

17

18 Estes vetores não podem ser medidos diretamente, somente suas componentes. (ang. semiclássico)

19 Momento angular de spin: Momento magnético de spin:

20 Estes vetores não podem ser medidos diretamente, somente suas componentes

21 Soma dos momentos angulares orbitais e de spin Átomo com mais de 1 elétron: número atômico momento angular total Como: z

22 Verificação Um elétron se encontra em um estado quântico no qual o módulo do momento angular orbital é. Quantos valores são permitidos para a projeção do momento magnético orbital do elétron no eixo z?

23 Experimento de Stern-Gerlach (1922) Otto Stern Walther Gerlach

24 A força magnética que age sobre um átomo de prata, Ag: [Kr] 4d 10 5s 1 pois q=0 (átomo) Potencial de um dipolo magnético em campo magnético: A força então é: Classicamente de – a +

25 A surpresa

26 O significado dos resultados

27 Ressonância magnética (nuclear)

28 hf E antiparalelo paralelo

29 Espectro de ressonância magnética nuclear do etanol CH 3 -CH 2 -OH CH 3 CH 2 OH

30 Exercícios e problemas 19E. Qual é o comprimento de onda de um fóton capaz de produzir uma transição do spin de um elétron em um campo magnético de 0,200 T ? Suponha que l=0.

31 Princípio de Exclusão de Pauli dois elétrons confinados num mesmo estado de energia não podem ter o mesmo conjunto de números quânticos.

32

33 Construção da Tabela Periódica Estados quânticos do elétron em um átomo subcamada (estados) todos os estados de uma subcamada têm a mesma energia Nomenclatura:

34 The Spherical Harmonics Gallery Page is offered to you by the Quantum Chemistry Group Departamento de Química Física y Analítica Universidad de Oviedo, Oviedo, Spain The spherical harmonics A spherical harmonic,, is a single-valued, continuous, bounded, complex function of the angular coordinates and. They play an important role in quantum mechanics as the eigenfunctions of the angular momentum operators and. Alternatively, the spherical harmonics are a complete basis for the irreducible representations of the infinite rotations group. spherical harmonic Depicting the complex functions would require four dimensions. We can represent, however, the real combinations of spherical harmonics defined as: -3-2ml=0123 l= 0 l= 1 l= 2 l= 3

35 Neônio 10 elétrons Gases Nobres 1s 2 2s 2 2p 6 Não possui elétrons desemparelhados

36 Sódio 11 elétrons 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 elétron de valência Metais Alcalinos

37 Cloro 17 elétrons 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 NaCl, LiF, KBr, …

38 Ferro 17 elétrons 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2

39 Os espectros de raios X dos elementos

40 O espectro contínuo de raios X min

41 Verificação O comprimento de onda de corte min do espectro contínuo de raios X aumenta, diminui ou permanece constante quando (a) a energia cinética dos elétrons que incidem no alvo aumenta, (b) a espessura do alvo aumenta, (c) o alvo é substituído por um outro com um elemento de maior numero atômico?

42 Exercícios e problemas 36E. Qual a menor diferença de potencial a que um elétron deve ser submetido em um tubo de raios X para produzir raios X com um comprimento de onda de 0,100 nm?

43 O espectro característico de raios X

44 Os espectros de raios X dos elementos

45

46 O espectro contínuo de raios X min

47 Verificação O comprimento de onda da linha espectral K do espectro de raios X do cobalto (Z=27) e 179 pm, aproximadamente. O comprimento de onda da linha K do níquel (Z=28) e maior ou menor que 179 pm?

48 Verificação O comprimento de onda de corte min do espectro contínuo de raios X aumenta, diminui ou permanece constante quando (a) a energia cinética dos elétrons que incidem no alvo aumenta, (b) a espessura do alvo aumenta, (c) o alvo é substituído por um outro com um elemento de maior numero atômico?

49 Exercícios e problemas 36E. Qual a menor diferença de potencial a que um elétron deve ser submetido em um tubo de raios X para produzir raios X com um comprimento de onda de 0,100 nm?

50 A Lei de Moseley Henry G. J. Moseley ( )

51 O gráfico de Moseley Para o hidrogênio: Para átomos com mais de 1 elétron: Para K :

52 Verificação O comprimento de onda da linha espectral K do espectro de raios X do cobalto (Z=27) e 179 pm, aproximadamente. O comprimento de onda da linha K do níquel (Z=28) e maior ou menor que 179 pm?

53 O laser e a luz do laser Theodore H. Maiman 1958 Previsão de condições para amplificação de luz por emissão estimulada (Laser) por Charles H. Townes e Arthur L. Schawlow (Nobel 1981) Julho 1960 Primeira operação bem sucedida de um maser óptico (laser) por Theodore H. Maiman Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Laser pulsado de rubi (1960)

54 Características da luz laser Monocromaticidade Coerência Direcionalidade Focalização

55 Como funcionam os lasers Absorção Emissão espontânea Emissão estimulada

56 Condições Antes: at. em equilíbrio térmico (Boltzmann) Einstein (1916): prob. absorção = emissão estimulada ExEx E0E0

57 Condições O fóton emitido está em fase com, tem a polarização de, e se propaga na mesma direção da radiação que o estimulou. Inversão de População Emissão Estimulada Nesta situação a emissão estimulada domina sobre a absorção estimulada.

58 Como funcionam os lasers

59 O laser de Hélio-Neônio Fevereiro 1961 Ali Javan, W.R. Bennett Jr. e D. R. Herriott - Laser He-Ne contínuo (cw) nm Mistura típica 0.8 torr de He e 0.1 torr de Ne Hoje em dia nm

60 Exercícios e problemas 55E. Um átomo hipotético possui níveis de energia com uma separação uniforme de 1,2 eV. A temperatura de 2000 K, qual é a razão entre o número de átomos no 13o. estado excitado e o número de átomos no 11o. estado excitado?

61 Aplicações Pesquisa estudo de interfaces detecção de moléculas as fabricação de óxidos complexos, nanopartículas Medicina cirurgia ocular dermatologia odontologia Comercial leitores de código de barras (1974) telecomunicações Industrial corte solda

62 Átomos Artificiais dots Não

63 Armadilhas retangulares com mais de um elétron Armadilha unidimensional: Curral retangular: Caixa retangular: x y z LyLy LxLx x y z LyLy LxLx LzLz Não

64 Determinação da energia total x y z LyLy LxLx LzLz Onze elétrons são confinados num poço 3D de potencial infinito (caixa retangular) onde L x =L y =L z =L. (a) Qual é a configuração eletrônica do estado fundamental do sistema de 11 elétrons? (b) Qual energia deve ser fornecida ao sistema para que ele passe ao primeiro estado excitado e qual é a energia deste estado? Não

65 E E 1,1,1 E 1,1,2, E 1,2,1, E 2,1,1 E 1,2,2, E 2,1,2, E 2,2,1 E 1,1,3, E 1,3,1, E 3,1,1 E 2,2,2 Diagrama para um elétron Possíveis transições Não

66 Configurações de energia do estado fundamental e do 1 o excitado E E 1,1,1 E 1,1,2, E 1,2,1, E 2,1,1 E 1,2,2, E 2,1,2, E 2,2,1 E 1,1,3, E 1,3,1, E 3,1,1 E 2,2,2 fundamental Não

67 E E 1,1,1 E 1,1,2, E 1,2,1, E 2,1,1 E 1,2,2, E 2,1,2, E 2,2,1 E 1,1,3, E 1,3,1, E 3,1,1 E 2,2,2 E E 1,1,1 E 1,1,2, E 1,2,1, E 2,1,1 E 1,2,2, E 2,1,2, E 2,2,1 E 1,1,3, E 1,3,1, E 3,1,1 E 2,2,2 1o. excitado Não

68 Aplicações no dia a dia Impressora a laser Não

69 Aplicações no dia a dia CD-driver / blu-ray Não

70 Aplicações no dia a dia O leitores de códigos de barra Não

71 Aplicações no dia a dia Medicina e odontologia antesdepois Palomar Q Yag 5 Não

72 Aplicações industriais Não

73 A máquina de corte a laser Não

74 A cabeça de corte Não


Carregar ppt "Capítulo 41 Tudo sobre átomos. Os átomos No início do século XX havia dúvida sobre existência deles. Hoje criamos átomos e substâncias compostas (compósitos)"

Apresentações semelhantes


Anúncios Google