Prof: Hugo Cesário
Modelos atômicos quânticos
Problemas de Rutherford:
• Modelo entrou em choque com os conceitos de Física clássica.
• Todo corpo carregado em movimento acelerado libera energia
na forma de ondas eletromagnéticas (Lei da Eletrodinâmica).
• Obs.: 1º O elétron não perde energia.
2º Emissão de Luz (Tubos de descarga, teste de chama)
• Explicação para os espectros atômicos (Imagem que se
forma quando feixe de radiação eletromagnética,
decomposto por dispersão, projeta-se sobre um anteparo)
Obs:Fraunhofer
• Cada linha do espectro descontínuo possui um valor definido de ƛ e ƒ
• Portanto os átomos podem emitir apenas certas frequências de onda. “Digital do
átomo”, cada átomo possui o seu espectro atômico descontínuo.
Veja os exemplos a seguir:
Nascimento da Física Quântica (Moderna):
A física clássica não conseguia explicar
alguns fenômenos relacionados a luz ,
usando o modelo ondulatório. Esses
fenômenos eram:
• A emissão de luz por um objeto quente,
conhecido como corpo negro.
• A emissão de elétrons, a partir de uma
superfície metálica, ocasionada pela
incidência de luz, conhecida como efeito
fotoelétrico.
• A emissão de luz em um gás excitado
(Espectros atômicos)
Max Planck – Teoria do quantum (1900) :
• À medida que a temperatura do corpo negro aumenta,
observamos a seguinte variação de cor na luz emitida:
1º Vermelho-sombrio 2º Vermelho-Vivo e 3º Branco ofuscante.
• Essa variação indica que a frequência da radiação
eletromagnética emitida pelo corpo negro aumenta com o
aumento de temperatura.
• Para a física clássica, aumentando-se ainda mais a
temperatura, deveríamos observar, após o branco ofuscante
, a emissão de luz azul e, depois, de radiação ultravioleta
(UV). No entanto, isso não ocorre, mostrando uma grande
discrepância entre os resultados experimentais e previsões
teóricas.
• Os físicos não conseguiam estabelecer a relação matemática
entre a temperatura, a intensidade e a distribuição de
comprimento de onda da radiação emitida pelos corpos
negros.
Max Planck – Teoria do quantum (1900) :
• Esse problema foi explicado por Max Planck (1858-1947).
• Utilizou um argumento revolucionário para a época. “ Os átomos só podiam
liberar ou absorver energia eletromagnética em blocos ou pacotes com
quantidades distintas de energia” . A Troca de energia entre matéria e a radiação
eletromagnética não ocorre de forma contínua.
• A quantidade mínima de energia eletromagnética que um átomo pode absorver
ou emitir foi chamada por Planck de quantum (quantidade fixa),
E: Energia (J)
h: Constante de Planck (6,62.10^-34 J/Hz
ƒ= frequência (Hz)
• Para a física clássica, a energia poderia ser absorvida ou emitida em
qualquer quantidade, por menor que essa fosse.
• O conceito de Planck concordava perfeitamente com os resultados
experimentais da emissão de radiação de um corpo negro.
Modelo atômico de Niels Bohr – Modelo do átomo de hidrogênio
• Bohr propôs um modelo atômico para o átomo de hidrogênio, baseado em
postulados, procurando explicar a instabilidade do modelo de Rutherford.
Postulados:
1º O elétrons gira ao redor do núcleo em órbitas (Níveis de energia) circulares de raios
definidos denominados órbitas estacionárias.
Postulados:
2º Cada órbita estacionária possui um valor determinado de energia. Nessas órbitas, o
elétron pode se mover sem perder ou ganhar energia.
Energia total do elétron em cada órbita:
• A = 2,18.10^-18J (Constante)
• n= nível de energia (1,2,3,4,5,6,7...)
• Portanto, quanto mais distante o elétron estiver do núcleo, maior será sua energia
total
Postulados:
3º O elétron pode passar de uma órbita estacionária para outra, mediante absorção ou
emissão de uma quantidade de energia.