ÁTOMO DA MECÂNICA QUÂNTICA

ÁTOMO DA MECÂNICA QUÂNTICA

1. ABSOLESCÊNCIA DO MODELO DE RUTHERFORD - BOHR

   • Os fatos anteriores levaramo cientista dinamarquês a fazer uma espécie de união entre a Física Clássica e a Física Quântica ao procurar determinar a localização do elétron na eletrosfera. Ele precisava dessa localização para justificar o seu modelo. Os novos conceitos da Mecânica Quântica tornaram inviável admitir que o elétron se deslocava em trajetórias bern definidas e que essa partícula subatômica fosse, durante todo tempo, um corpúsculo. Dessa forma, concluiu-se que o modelo Rutherford-Bohr ficara obsoleto. Pesquisas realizadas por cientistas como De Broglie, Heisenberg e Schrödinger, as quais foram fundamentadas em cálculos matemáticos da Mecânica Quântica, conduziram ao modelo atômico orbital.

2. PRINCIPIO DA DUALIDADE ( DE BROGLIE )

   • O cientista francês Louis de Broglie (1892-1987) conhecia os estudos de Einstein, os quais afirmavam que os fótons podiam comportar-se como partículas. De Broglie teve, então, a ideia de considerar o caminho inverso: os elétrons podiam comportar-se como ondas, elaborando soluções matemáticas para embasar sua proposta. Se a sua intuição estivesse correta, os fundamentos da Mecânica Clássica, dados ao elétron por Bohr, poderiam ser definitivamente abandonados. Faltava, porém, uma constatação prática para que o mundo científico concordasse com De Broglie.
     • Princípio da Dualidade ou Princípio de De Broglie. O elétron ora se comporta como partícula, ora se comporta como onda.

3. PRINCIPIO DA INCERTEZA DE HEISENBERG

   • Werner Heisenberg (1901-1976) foi um físico alemão. Aluno de Sommerfeld e amigo de Niels Bohr, aos 21 anos de idade já se destacava no mundo científico com as suas afirmações antinewtonianas em relação ao comportamento do elétron. Em 1932, recebeu o Prêmio Nobel de Física por suas contribuições à Mecânica Quântica. Segundo Heisenberg, é impossível determinar, simultaneamente e com precisão absoluta, a posição e a velocidade de uma partícula. Embora justificasse matematicamente as suas afirmativas, ele valia-se de analogias como recursos didáticos em suas aulas.

4. EQUAÇÃO DE SCHRODINGER

   • A maior dificuldade encontrada quando se procura entender essa entidade de comportamento dual (partícula-onda). O ser humano busca, fazer relações entre as coisas e, quando isso não é possível, só as mentes treinadas conseguem elaborar as explicações de um evento por meios indiretos. Assim, para justificar o comportamento do elétron, De Broglie, Heisenberg e Schrödinger valeram-se da Matemática. Coube ao último deles propor a equação que melhor descreve os fenômenos relativos ao elétron sob a luz da Mecânica Quântica ondulatória.

5. ORBITAL ATÔMICO

   • As conclusões de De Broglie, Heisenberg e Schrödinger resultaram no conceito de orbital. Niels Bohr admitia a existência de órbitas, que são trajetórias de elétrons na eletrosfera. As novas informações não permitiram a aceitação de trajetórias para o elétron, pois isso só seria possível se, ao longo do tempo, ele se comportasse apenas como partícula. Sabe-se que o elétron apresenta um comportamento dual (partícula-onda) e que não há certeza de sua posição e velocidade em determinado tempo.
     • O orbital não é uma nuvem de elétrons, mas uma região de alta probabilidade de o elétron ser encontrado. E como se trata de probabilidade, o elétron pode não se encontrar no orbital em determinado tempo. Voltando à analogia do vaga-lume, na ilustração que representa o orbital, vê-se que o inseto pode ser encontrado fora de seu "orbital".

6. PRINCIPIO DA EXCLUSÃO DE PAULI :

   • Wolfgang Pauli (1900-1958) nasceu em Viena, Áustria. Recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1945 por sua decisiva contribuição à Física com a descoberta, em 1925, de uma nova lei da natureza, o Princípio da Exclusão de Pauli:
     • Um orbital pode possuir, no máximo, dois elétrons. Tais elétrons devem ter spins opostos, contrários ou antiparalelos. Ou: Dois elétrons, de um mesmo átomo, não podem ter os quatro números quânticos iguais.

7. REGRAS DE HUND

   • Um orbital de determinado subnível não pode conter dois elétrons se ainda existir orbital vazio nesse subnível. Ou: Um orbital de determinado subnível só poderá receber o segundo elétron quando todos os orbitais desse subnível já tiverem recebido o primeiro elétron. Ou, ainda: O preenchimento dos orbitais de um mesmo subnível é feito de modo que esse subnível utilize o maior número possível de orbitais contendo elétrons.