1.2 Energia dos eletrões nos átomos

• Luz


  Onda (radiação) eletromagnética que se propaga no espaço a uma velocidade de, aproximadamente, 3,00 x 108 m s-1
• Fotão


  Partícula sem massa que se move à velocidade da luz no vazio, com um determinado valor de energia
• Efotão

  Energia de um fotão, J

  
• h


  Constante de Planck, J s (6,63 x 10-34 J s)
• f


  Frequência, Hz
• Energia do fotão


  Diretamente proporcional à frequência da radiação

  
• Efeixe


  Energia de um feixe de fotões, J

  
• N


  Número de fotões que constitui o feixe

  
• Espetro eletromagnético


  Conjunto de todas as radiações de diferentes energias (radiações monocromáticas) que constituem uma radiação policromática

  
• Espetro de emissão


  Resulta da decomposição da luz emitida pelos corpos
• Espetro contínuo


  Apresenta uma gama contínua de radiações

  
• Espetro de emissão descontínuo ou de riscas


  Apresenta-se com um fundo negro onde se sobrepõem riscas. Estas riscas correspondem a radiações emitidas de energia bem definida e que podem ser coloridas se pertencerem à região do visível
• Espetro de absorção descontínuo

  É um espetro de fundo colorido no qual se sobrepõem riscas negras que correspondem às radiações que foram absorvidas
• Modelo atómico de Bohr

  • Baseia-se na existência de níveis de energia com valores de energia bem definidos, devido à quantização da energia dos eletrões no átomo
  • Baseia-se na existência de transições eletrónicas entre os níveis de energia por absorção ou emissão de valores discretos de energia

  
• Série espetral


  É o conjunto de riscas resultantes de transições eletrónicas de níveis mais energéticos para o mesmo nível de menor energia

  
• Séries espectrais do átomo de hidrogénio

  • Série de Lyman (para n = 1, radiação ultravioleta)
  • Série de Balmer (de n ≥ 3 para n = 2, radiação visível e ultravioleta de baixa frequência)
  • Série de Paschen (de n ≥ 4 para n = 3, radiação infravermelha)

  
• Transição eletrónica


  • Quando o eletrão absorve energia, passa para um nível de energia superior (excitação do átomo)
  • Quando o eletrão emite energia, passa para um nível de energia inferior (desexcitação do átomo)

  
• Energia de ionização


  Valor de energia necessário para que o eletrão transite para n = ∞, deixando de estar sob ação do núcleo

  
• Não existem dois elementos com espetros iguais, pois a energia dos eletrões dos vários elementos químicos é diferente de elemento para elemento

  
• Analisando os espetros apenas na região visível, as riscas escuras no espetro de absorção de um elemento correspondem à radiação absorvida e ocupam a mesma posição (mesma energia e mesma frequência) das riscas coloridas do seu espetro de emissão

  
• Espetroscopia atómica


  Técnica analítica que determina a composição quantitativa e qualitativa de uma amostra
• ΔE


  Diferença de energia entre dois níveis de energia
• Ionização


  1. Energia absorvida pelo átomo é superior à energia de ionização

  2. Eletrão transita para n = (ocorre a ionização)

  3. Excesso de energia é convertido em energia cinética

  
• Os espetros de absorção e emissão são característicos de cada elemento, sendo considerados a sua ''impressão digital''
• As riscas escuras no espetro de absorção de um elemento correspondem à radiação absorvida e ocupam a mesma posição (mesma energia e mesma frequência) das riscas coloridas do seu espetro de emissão

  
• Espetroscopia atómica


  • Técnica analítica que determina a composição quantitativa e qualitativa de uma amostra com base na análise dos espetros da amostra
  • Permite detetar quantidades vestigiais de elementos, nomeadamente elementos metálicos, o que se revela muito útil em várias áreas (como investigação criminal, na metalurgia e na qualidade ambiental)
• A comparação dos espetros de emissão dos vários elementos químicos com um espetro de uma estrela permite identificar os elementos químicos que fazem parte da composição química dessa estrela
• Modelo quântico


  Modelo atualmente aceite para o átomo, em que a nuvem eletrónica representa a distribuição da densidade dos eletrões à volta do núcleo atómico

  
• Orbital


  Região do espaço atómico onde há maior probabilidade de encontrar o eletrão

  
• Energia de remoção eletrónica


  Energia que é necessário fornecer a um átomo para remover um dos seus eletrões
• Quanto menor é o valor da energia de remoção, maior é o valor da energia do eletrão no átomo, o que significa que ele ocupa um nível mais energético, isto é, está mais afastado do núcleo

  
• Num átomo, existirão tantos valores de energia de remoção quantos os estados de energia para os eletrões no átomo

  
• Espetro fotoeletrónico do lítio (Li)

  • 1.º nível: - 6,26 MJ mol-1
  • 2.º nível: - 0,52 MJ mol-1
• Espetro fotoeletrónico do sódio (Na)

  • 1.º nível: - 111 MJ mol-1
  • 2.º nível: - 3,67 MJ mol-1 e - 6,84 MJ mol-1
  • 3.º nível: - 0,50 MJ mol-1

  
• O número de subníveis existentes no átomo corresponde ao número de picos observados no espetro

  
• Analisando os espetros, é possível concluir que o 1.º nível do lítio tem o dobro dos eletrões do 2.º nível, e que no sódio o 1.º e 2.º subníveis têm o mesmo número de eletrões, o 3.º subnível tem o triplo dos eletrões do 1.º e 2.º subníveis, e o 4.º subnível tem metade dos eletrões do 1.º e 2.º subníveis

  
• Orbitais s, p, d


  Cada orbital tem um determinado valor de energia do eletrão associado, correspondente ao nível e ao subnível em que o eletrão se encontra, e uma determinada forma, associada ao respetivo subnível

  
• Spin


  Propriedade quantizada do eletrão que lhe confere dois estados magnéticos diferentes
• Princípio de Exclusão de Pauli

  • Cada orbital só pode ser ocupada, no máximo, por dois eletrões com spins opostos

  
• Princípio da Construção (ou de Aufbau)


  • Os eletrões ocupam preferencialmente as orbitais de menor energia, de modo a que a energia do átomo seja mínima