MODELO DA NUVEM ELECTRÓNICA Modelo atómico actual MODELO DA NUVEM ELECTRÓNICA

Origens Dalton reparou que: Átomos do mesmo elemento eram idênticos entre si mas diferentes dos átomos de outros elementos Átomos de diferentes elementos podiam combinar-se para formar mais elementos complexos Faraday descobriu que forças eléctricas mantinham os átomos ligados nas moléculas

Thomson propôs que o átomo fosse uma esfera de carga positiva com os electrões (-) espalhados no seu interior Rutherford apresentou um modelo atómico no qual já havia um núcleo positivo (com protões e neutrões) Bohr conclui, através dos espectros de luz, que os electrões, por vezes “saltavam” algumas camadas de energia, negando assim a teoria das órbitas electrónicas Apesar do seu modelo atómico conseguir explicar qualitativamente as propriedades químicas dos elementos, houve necessidade de determinar valores quantitativos (a teoria quântica).

MODELO DA NUVEM ELECTRÓNICA Como estas teorias provaram ser insuficientes para explicar tudo o que acontecia, formou-se um novo modelo: MODELO DA NUVEM ELECTRÓNICA

MODELO ATÓMICO ACTUAL Principio da incerteza de Heisenberg – impossibilidade de determinar a velocidade e localização de um electrão num mesmo instante Principio da dualidade de Louis de Broglie – O electrão comporta-se como onda e como energia

MODELO DA NUVEM ELECTRÓNICA Não se pode determinar, simultaneamente, a velocidade e a posição exacta de uma partícula em certo instante Os orbitais são regiões definidas no espaço de três dimensões (volume) nas quais há a possibilidade de se encontrar um electrão. Toda partícula em movimento tem uma onda associada

MODELO DA NUVEM ELECTRÓNICA Os electrões só podem ficar nas regiões definidas pelas orbitais. A forma de uma orbital é definida por uma fórmula matemática, conhecida na química quântica como fórmula de onda (Ψ )

Representações 3d das orbitais: Representação da orbital de um sub nível l=0 ou s

Representações 3d das orbitais: Representação da orbital de um sub nível l=1 ou p

Representações 3d das orbitais: Representação da orbital de um sub nível l=2 ou d

A TEORIA QUÂNTICA Apesar do modelo atómico de Bohr conseguir explicar qualitativamente as propriedades químicas dos elementos, houve necessidade de determinar valores quantitativos. Utilizou-se a mecânica quântica, inventada na década de 20, onde se trabalha a fórmula das orbitais (probabilidade matemática)

A TEORIA QUÂNTICA Tem por objectivo prever o que irá acontecer numa experiência envolvendo elementos físicos ou biológicos, e entender, também, como funciona o nosso mundo A palavra “quântica” vem do facto da teoria tentar explicar o que se passa no universo, através de particulas pequeníssimas: os “quanta”

A TEORIA QUÂNTICA Difere das teorias clássicas, porque estas tentavam dar trajectórias definidas aos objectos e átomos, ao contrário, a teoria quântica baseia-se em probabilidade, sendo muito mais geral e aplicável Através de várias experiências, os cientistas concluíram que o átomo continha vários níveis de energia (nos electrões), mas, quando um electrão sobe para uma camada superior ele pode não saltar para a camada imediatamente a seguir

Esta quantização explicou a estabilidade do átomo Isto porque a energia no átomo está quantizada (cada nível só pode ter certos valores de energia Esta quantização explicou a estabilidade do átomo O estudo do átomo concluiu que a parte mais importante do átomo são os electrões, a forma como eles se distribuem é influenciada por 2 partes: 1ª - quantização da energia no átomo – limita a zona do espaço onde o electrão pode ser encontrado 2ª - princípio da exclusão de Pauli – nenhum electrão tem exactamente as mesmas características que outro electrão do mesmo átomo (spin e direcção da órbita)