Interações Atômicas e Moleculares
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- Ivan Cruz Gusmão
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1 Interações Atômicas e Moleculares Código da disciplina: BCK (antes: BC0104) TPI: Carga Horária: 36hs. Coordenador: Prof. Dr. Alexsandre F. Lago Ementa resumida: Fundamentos de mecânica-quântica aplicados em átomos e moléculas; Teoria da ligação de valência; Teoria do Orbital Molecular; Interações Elétricas entre átomos/moléculas; Interações moleculares em líquidos; Introdução à física da matéria condensada: Estruturas Cristalinas, Teoria de bandas e propriedades físicas dos materiais. Objetivos gerais: Aplicação da teoria quântica na compreensão das estruturas e propriedades microscópicas da matéria (átomos, moléculas, e matéria condensada), forças de interação entre átomos e moléculas, caracterização da matéria, e aplicações tecnológicas.
2 BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA Básicas : -TIPLER, Paul A.; LLEWELLYN, Ralph A, Física Moderna. 3 ed. : LTC, ATKINS, Peter, Físico-Química. 9ª ed. : LTC, vols. 1 e 2. -SHRIVER, D. F; ATKINS, P. W. Química Inorgânica. 3 ed. : Bookman, Complementares : -BALL, David W. Físico-Química, : Thomson, vols. 1 e 2. -LEVINE, Ira N. Quantum chemistry. 6th ed. : Prentice Hall, LEE, J D. Química inorgânica não tão concisa. : Edgard Blucher, MOORE, Walter John. Físico-química. Edgard Blucher, MCQUARRIE, Donald A; SIMON, John D. Physical chemistry: a molecular approach. University Science Books, 1997.
3 Parte 1 Tópicos do curso: - Fundamentos de mecânica-quântica; - Forças interatômicas; - Equação de Schrödinger do átomo de hidrogênio e hidrogenóides, soluções para os orbitais atômicos e energias; - Estrutura eletrônica de átomos multi-eletrônicos, princípio da exclusão de Pauli, preenchimento e ordenamento de orbitais atômicos, espectro atômico; - Teoria da ligação de valencia (TLV): Fundamentos mecânico-quânticos da teoria TLV. Hibridização de orbitais, Ressonância; Estruturas de moléculas diatômicas e poliatômicas. - Teoria do orbital molecular (TOM): Fundamentos mecânico-quânticos da teoria TOM; Combinações lineares de orbitais atômicos. Funções de onda (OM); Tipos de orbitais moleculares. -Moléculas diatômicas homonucleares e heteronucleares: Diagramas de energia em moléculas diatômicas; Estrutura eletrônica de moléculas. Moléculas poliatômicas.
4 Parte 2 Interações Atômicas e Moleculares: - Interações elétricas nas moléculas. Momento de dipolo, polarização. - Interações entre moléculas. - Forças Intermoleculares: Íon-dipolo, Íon-dipolo Induzido, forças de dispersão, Ligações de hidrogênio. Matéria condensada: - Líquidos : Estrutura, interações e propriedades. - Introdução ao estado sólido. - Redes cristalinas (parâmetros de rede, redes de Bravais). - Estruturas cristalinas (classificação e propriedades). - Teoria de bandas (fundamentos, tipos de bandas). - Propriedades dos sólidos (físicas, elétricas, magnéticas).
5 Requisitos mínimos FORTEMENTE recomendados Estrutura da matéria (BC0102) ; Funções de uma variável (BC0402); Funções de várias variáveis (BC0407); Física quântica (BC0103); Vontade de estudar (BC0000).
6 Sem estes requisitos recomendados... É por sua conta e risco...
7 Calendário- 2º Quadrimestre 2016
8 Cronograma proposto Semana Aulas Conteúdo 1 Sexta - (10/06) Introdução ao Curso (Informações gerais, conceitos, datas de provas, sub, rec, etc.) Revisão sobre Ondas, Solução corda vibrante (McQuarrie 39-43) 2 Quarta - (15/06) Sexta - (17/06) Equação de Schrödinger (Tipler , McQuarrie 73-81) Oscilador Harmônico (Tipler , McQuarrie ) Quantização do momento angular e da energia do átomo de hidrogênio (Tipler , McQuarrie ) 3 Sexta - (24/06) Continuação quantização do momento angular e da energia do átomo de hidrogênio (Tipler , McQuarrie ) Orbitais spdf (Atkins ) 4 Quarta - (29/06) Sexta - (01/07) Spin do elétron e Princípio da exclusão de Pauli, regras de seleção (Tipler ) Química Quântica Ligação Química Fundamentos Mecânico-quânticos da teoria (aproximação de Born- Oppenheimer) (Levine ). Teoria da ligação de valência - moléculas diatômicas e poliatômicas (Atkins ) Hibridização e ressonância (Atkins ) 5 Sexta - (08/07) Teoria do Orbital molecular: Fundamentos mecânico-quânticos da Teoria (McQuarrie ) Combinações lineares de orbitais atômicos. Tipos de orbitais. Moléculas diatômicas homonucleares (Atkins , Levine ) Diagramas de energia em moléculas envolvendo os subníveis s e p
9 Semana Aulas Conteúdo 6 Quarta - (13/07) Sexta - (15/07) - Prova 1 - dia 13/07 Combinações lineares de orbitais atômicos. Tipos de orbitais. Moléculas diatômicas homonucleares (Atkins , Levine ) Diagramas de energia em moléculas envolvendo os subníveis s e p 7 Sexta - 22/07 Moléculas poliatômicas (Atkins ) McQuarrie ( ) Moléculas diatômicas heteronucleares (Atkins ,Levine ), McQuarrie ) Interações Moleculares: Interações elétricas das moléculas (Atkins , McQuarrie ) 8 Quarta - (27/07) Sexta - (29/07) Interações Moleculares: Interações elétricas das moléculas (Atkins , McQuarrie ) Forças Intermoleculares: Íon-Dipolo, Íon - Dipolo Induzido, Forças de dispersão, Ligações de Hidrogênio(Atkins ) Tensão superficial / Viscosidade / Função Distribuição Radial Líquidos (Atkins ) 9 Sexta- 05/08 Matéria Condensada I: Introdução ao Estado Sólido (Tipler ) Redes Cristalinas (Kittel 2-10) Estruturas Cristalinas(Kittel 11 17) 10 Quarta - (10/08) Sexta - (12/08) Matéria Condensada II: Teoria de Bandas (Tipler , Kittel ) Propriedades dos Sólidos (Tipler ) - Prova 2 12/08 11 Sexta - (19/08) 12 Sexta - (26/08) Prova Substitutiva: Fechada, só será permitido fazer a prova quem faltou uma das avaliações, e mediante justificativa fundamentada (atestado). Prova de Recuperação (toda matéria do curso): O conceito final máximo será C, para que não ocorram injustiças com quem se dedicou mais durante o quadrimestre
10 AVALIAÇÕES (previsão) - 1º. prova - (13/07) - Conteúdos da parte º. prova (12/08) - Conteúdos da parte 2. - Prova Substitutiva (19/08) Prova Substitutiva (fechada): Somente para discente que não conseguiu fazer alguma das provas anteriores (mediante justificativa/atestado). -Prova de recuperação (26/08). Recuperação é para quem fez duas provas anteriores, não tirou zero em alguma delas, e ficou com conceito D ou F. Prova rec. abrangerá todos os conteúdos do curso. O conceito final máximo será C, após a recuperação, considerando a composição de todas as avaliações. CONCEITOS FINAIS (conversão aproximada de aproveitamento) A = % B = 70 84% C = 50 69% D = 45 49% F < 45% (reprovado por conceito) O = reprovado por faltas (acima de 25% da carga horária do curso). Neste caso, não terá direito a fazer recuperação.
11 Informações sobre a Disciplina Aulas, cronograma do curso, lista de estudantes, materiais adicionais específicos desta turma poderão ser disponibilizados na página do Tidia, ou disponibilizadas à critério do professor da turma ( , webpage, etc.). Página Geral da Disciplina: (listas, informações de monitoria, etc...) no Tidia: Procure a disciplina IAM no tidia.
12 Importante: Material de aulas fornecido pelo docente serve apenas como um guia para os estudos. Assim, tal material (slides, etc.) não deve ser usado como única fonte de estudo para a disciplina, sob risco de prejudicar o aprendizado. Utilizar a bibliografia sugerida para estudar e aprofundar os conteúdos do programa da disciplina.
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