Ligao e estrutura molecular Pt 5 Aula anterior

Ligação e estrutura molecular Pt 5

Aula anterior Princípio da incerteza de Heisenberg Incerteza no momento Incerteza na posição Momento e posição são variaveis conjugadas de Broglie

Aumento da complexidade sobre a descrição do modelo atômico

Física clássica Aumento da complexidade sobre a descrição do modelo atômico Determinar para cada instante t o momento e posição da partícula

No mundo quântico as coisas não podem ser descritas com tanta facilidade pois na escala atômica os comportamentos físicos das partículas são substancialmente diferentes dos comportamentos a nível macroscópico. Vamos imaginar um eléctron. . . Onde está o eléctron ? Qual o seu nível de energia? Estará ou não em repouso?

Onde está o eléctron? Qual o seu nível de energia? Estará ou não em repouso? Todas estas questões podem ser descritas pela equação de Schroedinger Função ONDA

Função ONDA Diz-nos onde é que um eléctron eventualmente poderá estar mas não onde ele está. Claro que está relacionado com a INCERTEZA Tela virtual

Função ONDA Detalhe importante - enquanto o meu filho só pode estar em um local em cada instante. O eléctron pode estar em múltiplos locais ao mesmo tempo, isto é, pode ter sobreposição das posições no tempo.

Função ONDA • Diferentes ondas significam diferentes probabilidades de saber onde está eventualmente o eléctron • E agora se eu abrir a caixa?

Função ONDA Quando se abre a caixa e se vê exatamente onde está o eléctron a probabilidade desfaz-se e o eléctron passa a ser descrito como uma partícula

Função de onda – onde é que o eléctron tem maior probabilidade de estar Energia que é permitida ao eléctron ter na função de onda Nota: se eu resolver este lado da equação • Eu saberei qual a distribuição de energia que os eléctron vão ter na função de onda. • Isto é, os níveis de energia onde estão os elétrons se encontram. • Isto é, a ORBITAL onde os elétrons se encontram.

Função de onda – onde é que o eléctron tem maior probabilidade de estar Energia que é permitida ao eléctron ter na função de onda Nota: se eu resolver este lado da equação Mais: Eu vou poder derivar informação sobre esta partícula, sua posição e seu momento

Função de onda – onde é que o eléctron tem maior probabilidade de estar Energia que é permitida ao eléctron ter nessa função de onda Probabilidade de encontrar a partícula fora da caixa = 0 Prob = 0 nas extremidades da caixa - função de onda tem que ser zero neste ponto O que significa que só determinadas frequências são permitidas

Probabilidade de encontrar a partícula fora da caixa = 0 Prob = 0 nas extremidades da caixa - função de onda tem que ser zero neste ponto Frequências não permitidas O que significa que só determinadas frequências são permitidas

Mas como é que isto nos ajuda para determinar os níveis de energia da função de onda? Energia cinética permitida ao eléctron ter na função de onda Energia potencial da função de onda Energia que é permitida ao eléctron ter na função de onda Energia potencial permitida ao eléctron ter na função de onda

• Então se encontrarmos uma forma de obter a energia cinética e potencial do eléctron. • Iremos saber o nível de energia onde se encontra o eléctron descrito por essa função de onda • Como são as soluções da equação de Schroedinger? Falar um pouquinho da matemática da onda

Função de onda 1 • Neste caso tentaremos encontrar uma função que descreva qualquer onda entre dois picos de amplitude máxima. 0. 8 0. 6 0. 4 0. 2 -6. 3 -4. 3 -2. 3 0 -0. 3 1. 7 3. 7 5. 7 -0. 2 • Isto é, uma função que descreva uma onda independentemente da sua frequência. -0. 4 -0. 6 -0. 8 -1

• Mas porquê que eu falei disto? Soluções da equação de Schroedinger Basicamente as soluções descrevem qualquer função de onda de uma partícula confinada

A solução nos fornece uma série de ondas estacionárias cujo comprimento de onda é dado por: A energia do eléctron descrito por essa função de onda é dada por: Tudo constantes!!

Ondas estacionárias cujo comprimento de onda é dado por: A energia do eléctron descrito por essa função de onda é dada por: Como são essas soluções em termos práticos Excel

n=1 Função de Onda Probabilidade de encontrar electron 2. 50 2. 00 1. 50 1. 00 0. 50 0. 00 -0. 50 0 n=2 0. 4 0. 6 0. 8 1 -1. 00 -1. 50 n=3 -2. 00 Prob =0

https: //basicmedicalkey. com/atomic-structure-2/

Coordenadas polares Descrever as funções de onda na superfície de uma espera

Soluções para o átomo de hidrogênio

Representações das orbitais

Representações das orbitais

http: //chemistry. clas. kitasato-u. ac. jp/quantum/orbital-hydrogen. html http: //www. falstad. com/qmatom/

http: //chemistry. clas. kitasato-u. ac. jp/quantum/orbital-hydrogen. html http: //www. falstad. com/qmatom/

http: //chemistry. clas. kitasato-u. ac. jp/quantum/orbital-hydrogen. html http: //www. falstad. com/qmatom/

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1 s 2 s 3 s 4 s 5 s 6 s 2 p 3 p 4 p 5 p 6 p 3 d 4 d 4 f 5 d 5 f 6 d 6 f https: //basicmedicalkey. com/atomic-structure-2/

Uma explicação: orbital 4 s é preenchida antes da 3 d • Parte da função de probabilidade 4 s está perto da origem e por isso perto do núcleo. • Podemos igualmente ver que partes importantes da função de probabilidade 4 s estão na mesma região onde se situa o mínimo da função de probabilidade 3 d. • Este facto pressupõe que o elétron em uma orbital 4 s penetre mais consideravelmente a região perto núcleo e passe ai uma parte apreciável do tempo

Estas funções de onda servem para explicar o que acontece durante uma ligação química Orbital molecular – ligante Probabilidades de encontrar um eléctron bastante diferentes Orbital molecular – antiligante