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Transcrição

1 Aproximação Click to orbital edit ψ=ψ(1)ψ(2)... Master text styles Átomos polielectrónicos Principio de exclusão de Pauli: Não existem dois electrões num átomo com os 4 números quânticos iguais Regra de Hund da máxima multiplicidade: Os electrões devem ser colocados em orbitais de modo a obter a máxima multiplicidade de spin (maior numero de electrões desemparelhados). Principio de preenchimento (AUFBAU): O preenchimento das orbitais em átomos polielectrónicos segue o aumento sequencial dos vários números quânticos. 1

2 A ordem relativa das orbitais usualmente usada para o preenchimento das orbitais em átomos polielectrónicos é dada por: Porque é diferente do átomo de hidrogénio? 2

3 Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 3 3

4 Click to edit Master title style Importância da repulsão interelectrónica na ocupação das orbitais em átomos polielectrónicos Configuração electrónica E 3d /E h E 4s /E h E i /E h G/E h E t /E h [Ar]3d 2 4s 1-0, , , , ,69860 [Ar]3d 1 4s 2-0, , , , ,73552 Configuração electrónica E 3d /E h E 4s /E h E i /E h G/E h E t /E h [Ar]3d 2-0, , , ,50974 [Ar]4s , , , ,46197 [Ar]3d 1 4s 1-0, , , , ,

5 Estados energéticos atómicos e símbolos dos termos O estado energético atómico é definido em termos do momento angular orbital total (L), do momento angular de spin total (S) e do momento angular total (J) O símbolo do termo do estado atómico é escrito como Os possíveis valores de J resultam do acoplamento entre L e S: J = L+S, L+S-1, L+S-2,..., L-S 2S +1 L J Como se determinam os valores de L e de S? Para espécies monoelectrónicas L=l e S=s Ex. Determinar o símbolo do termo estado fundamental do átomo H L=l=0; S=s=1/2; J=0+1/2=1/2 Determinar os símbolos dos termos da configuração 2p 1 do átomo H 2 S 1 2 L=l=1; S=s=1/2 J=1+1/2; 1+1/2-1=3/2; 1/2 2 P P 1 2 5

6 S= s Click 1 + s s to n, s 1 +s edit 2 +,...+s Master n -1,... S 0 text styles Se os electrões forem não equivalentes ( n e l): L= l 1 +l l n, l 1 +l l n -1,... L 0 (0 valor mínimo é 0 se os valores de l forem todos iguais. Se um dos valores de l for maior do que os outros o valor mínimo é obtido orientando os outros momentos angulares em oposição àquele, sujeito à condição de que L 0) Ex. Configuração 2s 1 3s 1 S=1, 0; L=0 Para S=0 J= 0 Para S=1 J= 1 1 S 0 3 S 1 Qual dos termos corresponde ao estado de menor energia? 6

7 Regras de Hund: valor Click de L to edit Master text styles 1. O termo de maior multiplicidade (2S+1) corresponde ao estado de menor energia 2. Para termos com a mesma multiplicidade, o de menor energia corresponde ao de maior 3. Para termos com o mesmo valor de S e L, a ordem de energias depende da extensão de preenchimento da subcamada: a) se a subcamada está menos do que semi-preenchida, o termo de menor energia é o que apresenta menor valor de J b) se a subcamada está mais do que semi-preenchida, o termo de menor energia é o que apresenta maior valor de J Para átomos com electrões equivalentes torna-se necessário definir os valores de M s e M L devido ao principio de exclusão de Pauli: M S = Σ m s M S =S, S-1,...,-S M L = Σ m l M L = L, L-1,...,-L 7

8 Considere-se o átomo de carbono. Não são consideradas as camadas e subcamadas preenchidas. Assim a configuração será p 2. Para facilitar a construção de uma tabela de microestados considera-se a seguinte notação para os electrões: 1 + para um electrão com m l =1 e m s =+1/2 2 - para um electrão com m l =2 e m s =-1/2 1 - para um electrão com m l =1 e m s =-1/2... Assim sendo para representar dois electrões na orbital com m l =1 e m s opostos usa-se (1 +,1 - ) É necessário verificar quais os valores de M s e M l para esta configuração: M s pode ter os valores -1, 0 e 1 M l pode ter os valores -2, -1, 0, 1 e 2 8

9 Click to edit Master title style Considerando o princípio de de exclusão de Pauli, a tabela de microestados fica:

10 A tabela de microestados pode agora ser reduzida aos seus estados atómicos constituintes. Normalmente é suficiente colocar na tabela todos os microestados mas não é necessário descrevêlos completamente. Assim cada microestado pode ser designado por x. S=0; L=2 1 D S=1; L=1 3 P S=0; L=0 1 S 10