ÁTOMOS MULTIELETRÔNICOS. QFL-4010 Prof. Gianluca C. Azzellini

Transcrição

1 ÁTOMOS MULTIELETRÔNICOS

2 Número Quântico de Spin (m s ) m s = Representa o sentido de rotação do elétron no próprio eixo. m s = +1/2 e 1/2

3 Experimento Stern-Gerlach Vapor de átomos metálicos

4 Números Quânticos n ---> > shell 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, l l ---> subshell 0, 0, 1, 1, 2, 2, n - 1 m ll ---> > orbital -l -l l l +l m s ---> > electron spin +1/2 and -1/2

5 ÁTOMOS MULTIELETRÔNICOS Wolfgang Pauli Friedrich Hund

6 ÁTOMOS MULTIELETRÔNICOS Príncípio da Exclusão de Pauli Em um átomo dois elétrons não podem apresentar o mesmo conjunto de números quânticos

7 Regra de Preenchimento de Hund 1- Os elétrons ocupam os orbitais de menor energia. 2- Os elétrons em uma subcamada tendem a preencher cada orbital degenerado individualmente com spins paralelos (mesmo m s ).

8 Energia no átomo Energia Relativa Energia de Estabilização do Elétron Menor Energia Energia mais negativa Maior em módulo

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10 Átomo de Bohr - Hidrogênio n Energia (Joules) x x x x x x 10-19

11 Número total de elétrons nos níveis e sub-níveis

12 Seqüências de Energia para Átomos Multieletrônicos. Para H: E= -C/n 2 Para átomos multieletrônicos n + l

13 Ordem energética: n= define a energia do nível l= define a energia do sub-nível > n > energia > l > energia

14 Energia total da subcamada: depende de n + l Ordem de preenchimento: depende da energia total do átomo Depende de interações múltiplas

15 Utilização de n + l para a seqüência de preenchimento n + l 1s 1 2s 2 2p 3 3s 3 3p 4 3d 5 4s 4 4p 5

16 Diagrama da Seqüência de Preenchimento

17 Segundo postulado de Hund: 2- Os elétrons em uma subcamada tendem a preencher cada orbital degenerado individualmente com spins paralelos (mesmo ms).

18 Propriedades Magnéticas Diamagnética Paramagnética

19 Medidas Magnéticas compostos moleculares Representação Esquemática da Balança de Gouy

20 Momento Magnético (µ s ) µ = n(n+ 2) s n= número total de elétrons desemparelhados

21 Formas de representação da configuração eletrônica: -espectroscópica (spdf) -diagrama de caixas -usando gás nobre precedente -configuração eletrônica de íons Ex: B Z=5

22 Exemplos: elétrons s/p/d Preenchimento x Energia do Orbital

23 Carga Nuclear Efetiva (Número Atômico Efetivo) Z * Energia elétrons Interações prótons - elétrons Interações elétrons - elétrons

24 Carga Nuclear Efetiva (Número Atômico Efetivo) Z * Energia de Ionização: X(g) X + (g) + é H: 1312 kj.mol -1 He: 2372 kj.mol -1

25 Li: 513 kj.mol -1 1s 2s

26 Be: 899 kj.mol -1 B: 800 kj.mol -1 2s 2p

27 Cálculo Simplificado da Carga Nuclear Efetiva Z ef = Z-B Onde: Z ef = Carga nuclear efetiva Z= Carga nuclear B= Fator de Blindagem B= número de elétrons que residem nas camadas anteriores ao do elétron que está sendo considerado.

28 Z ef para os elétrons do Alumínio Al (Z=13) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 Para elétrons 1s Z ef = Z-B B(1s)=0 Z ef (1s)= 13-0= 13 Para elétrons 2s Z ef = Z-B B(2s)= 2 (2 é 1s (n-1)) Z ef (2s)= 13-2= 11 Para elétrons 2p Z ef = Z-B B(2p)= 2 (2 é 1s (n-1)) Z ef (2s)= 13-2= 11 Para elétrons 3s (e 3p) Z ef = Z-B B(3s)= 2 (1s) + 8 (2s + 2p) = 10 Z ef (2s)= 13-10= 3

29 Carga Nuclear Efetiva que leva em consideração contribuição relativa de cada tipo de elétron. Exemplo: regras de Slater, Clementi-Raimondi Átomo Z * (2s) Z * (2p) Li 1.28 B C N O F

30 Photoelectron Spectroscopy Espectroscopia de Fotoeletróns Efeito fotoelétrico: hν= hν o + ½ mv 2 hν= E i + E c E i = hν - E c

31 E i = hν - E c Para um determinado experimento: E i = k E c E i1 = k E c1 E i2 = k E c2 E i3 = k E c3

32 Atomic Ionization Energies: 2s : 520 kj mol -1 1s : 5596 kj mol -1 Successive Ionization Energies: Li - Li + : kj mol -1 Li +1 - Li +2 : 7298 kj mol -1 Li +2 - Li +3 : kj mol -1

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