ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

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1 COLÉGIO ESTADUAL RAINHA DA PAZ, ENSINO MÉDIO REPOSIÇÃO DAS AULAS DO DIA 02 e 03/07/2012 DAS 1 ª SÉRIES: A,B,C,D,E e F. Professor MSc. Elaine Sugauara Disciplina de Química ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO As ondas eletromagnéticas são aquelas que não necessitam de um meio material para se propagar. Podem propagar-se no vácuo. Exemplos de ondas eletromagnéticas são a luz, as ondas de rádio, TV, micro-ondas, raio X, gama, infravermelhos e ultravioleta. Todas as ondas eletromagnéticas possuem a mesma velocidade de propagação no vácuo: 3,0 X 108 m/s. No ar, essa velocidade é praticamente a mesma. Essas ondas são formadas pela oscilação simultânea de um campo elétrico e de um campo magnético perpendiculares entre si. Em nosso cotidiano, o exemplo mais comum de onda ou oscilação eletromagnética é a luz. Um feixe de luz branca (luz solar ou de uma lâmpada incandescente comum) se decompõe em várias cores, que formam o chamado espectro luminoso. O espectro contínuo, quando as cores vão variando gradativamente do vermelho ao violeta que são os dois limites extremos para nossa visão. Fenômenos idênticos ocorre na formação do arco-íris, em que as gotículas de água no ar agem sobre a luz. A diferença entre as cores reside nos comprimentos de onda e nas frequências.o comprimento de onda é representado pela letra grega lambda (λ) e a frequência de onda (expressa em hertz, Hz).

2 A fórmula para fins de cálculo: V = λ.f, onde o V = velocidade; λ = comprimento de onda e f = frequência. MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD-BOHR O cientista dinamarquêss Niels Bohr aprimorou, em 1913, o modelo atômico de Rutherford, utilizando a teoria de Max Planck. Em 1900,, Planck já havia admitido a hipótese de que a energia não seria emitida de modo contínuo, mas em pacotes. A cada pacote de energia foi dado o nome de quantum. Surgiram, assim, os chamados postulados de Bohr. Os elétrons se movem ao redor do núcleo em um número limitado de órbitas bem definidas, que são denominadas órbitas estacionárias; Movem-se em órbita estacionária, o elétron não emite nem absorve energia; Ao saltar de uma órbita estacionária para outra, emite ou absorve uma bem definida de energia, chamada quantum de energia ( do latim, o plural de quantum é quanto). Recebendo energia ( térmica, elétrica ou luminosa) do exterior, o elétron fica excitado e salta de uma órbita interna para a externa. Ao voltar de órbita mais externa para outra mais interna, o elétron emite um quantum de energia, na forma de luz de cor bem definida ou outra radiação eletromagnética, como ultravioleta ou raio X ( daí o nome de fóton, que é dado para esse quantum de energia). As órbitas eletrônicas de todos ao átomos conhecidos se agrupam em sete camadas eletrônicas, denominadas K, L, M, N, O, P, Q. Em cada camada, os elétrons possuem uma quantidade fixa de energia; por esse motivo, as camadas são também denominadas estados estacionárias ou níveis de energia. Cada camada comporta um número máximo de elétrons, conforme é mostrado no esquema a seguir:

3 camada Nº máximo de elétrons K 2 L 8 M 18 N 32 O 32 P 18 Q 2 Algumas Aplicações do Modelo de Bohr Os fogos de artifício; luminosos e lâmpadas; luz laser; bioluminescência ( a luz dos vaga-lumes). Modelo de Subníveis de Energia Subníveis de energia, a análise de espectros se mostrava uma das melhores maneiras de investigar a eletrosfera, muitos cientistas centraram seus esforços nesse campo. Com a construção de aparelhos mais avançados para obter os espectros, foi possível perceber que eles apresentam uma estrutura fina, ou seja, algumas das linhas são compostas por duas ou mais linhas muito próximas. Essa estrutura fina dos espectros foi explicada quando os cientistas propuseram que os níveis ou camadas de energia são formados por subdivisões, chamadas de subníveis. Estes são designados pelas letras minúsculas s, p, d, f, g, h, etc. Exemplos: camada K é formada pelo subnível s; a camada L pelos subníveis s e p; a camada M pelos subníveis s, p, d; a camada N é formada pelos subníveis s, p, d, f e assim por diante. subnível Nº máximo de elétrons s 2 p 6 d 10 f 14 Diagramas das diagonais ou de Linus Pauling Legenda

4 Nível 1s2 De energia número máximo subnível elétrons Exemplos: 1 H = 1 elétron, a distribuição será: 1 s1; 12 Mg 1s2 2s2 2p6 3s2 17 Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Exercícios Propostos 1)Chama-se fóton certa quantidade de energia capaz de: a) sempre expulsar o elétron do átomo b) sempre que absorvida pelo elétron, mudar a sua trajetória para outra mais externa. c) apenas manter o elétron em órbita. 2) Uma emissora de rádio transmite na frequência de 1000 khz (quilohertz). Sabendo-se que a velocidade das ondas eletromagnéticas é de aproximadamente Km/s, pedese calcular o comprimento de onda da emissora. 3) A que corresponde o espectro luminoso completo? 4) O físico dinamarquês Niels Bohr enunciou, em 1913, um modelo atômico que relacionou a quantidade de energia dos elétrons com sua localização na eletrosfera. Em relação à energia associada às transições eletrônicas, um elétron, ao absorver energia, pode sofrer a seguinte transição; a) da órbita N para órbita M b) da órbita P para órbita O c) da órbita O para órbita P

5 5) Os íons Cr2 e Cr3 diferem quanto à quantidade de: a)prótons e nêutrons b) elétrons somente c) prótons e elétrons 6) O potássio tem 39 de número de massa e 19 de número atômico, então ele possui: a) 19 prótons b) 39 elétrons c) 19 nêutrons 7) O elemento químico é caracterizado por seu: a) número atômico b) número de massa c0 número de nêutrons 8) A distribuição eletrônica do átomo 26Fe, em camadas é: a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 b) K 2; L 8; M 16 c) K 2; L 8; M 14; N 2 8) Dentre as afirmativas a seguir, indicar a que contém a afirmação correta: a) Dois átomos que possuem o mesmo número de nêutrons pertencem ao mesmo elemento químico; b) Dois átomos que possuem o mesmo número de prótons pertencem ao mesmo elemento químico; c) Dois átomos com iguais números de massa são isótopos. 9) Considerando que o número atômico do titânio é 22, sua configuração eletrônica será: a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 b) 1s2 22 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 10) Calcule o número de prótons, de elétrons e de nêutrons de 15P31 e 15P31- : 11) Como era denominado o átomo de Rutherford? 12) Dê três exemplos de ondas eletromagnéticas utilizado no nosso dia-a-dia. 13) Quantas camadas eletrônicas podem existir nos átomos já conhecidos? Como elas são denominadas?

6 14) Como é chamado o pacote de energia?