Química Básica - Estrutura - Departamento de Química ...

lugar a uma teoria mais bem-sucedida denominada “mecânica ondulatória ou
mecânica quântica”.
Todavia, a introdução da noção de “número quântico” e de níveis de
“energia quantizada” pelo modelo de Bohr desempenhou um papel importante
para a nossa compreensão sobre a estrutura atômica.
O Modelo Mecânico-Quântico
A teoria atualmente aceita para explicar a estrutura atômica é conhecida
como “mecânica ondulatória ou mecânica quântica”, originada a partir de uma
hipótese formulada por Louis de Broglie em 1924.
Dualidade Onda-Partícula: a hipótese de L. de Broglie
Segundo Broglie, se a luz pode se comportar em certas situações com se
fosse constituída de partículas, é possível que as partículas, algumas vezes,
apresentem propriedades que comumente associamos às ondas.
Vejamos como L. de Broglie encontrou a equação que fundamenta a
natureza dual onda-partícula da matéria:
De acordo com Einstein, uma partícula de massa “m” tem a ela associada
uma energia (E) dada por:
E = m c 2 (c = velocidade da luz) (17)
Por outro lado, usando a Eq. 6, isto é:
E = h c/λ
Combinando as Eqs. 6 e 17 e resolvendo para “λ”, obtém-se:
h
λ =
(18)
mc
Como esta equação se aplica também às partículas tais como o “elétron”,
ela pode ser reescrita como:
h h
λ = =
(19)
mv p
em que substituiu-se a velocidade da luz (c) pela velocidade da partícula (v) e o
produto “m v” pelo correspondente “momento linear (p)”.
A Eq. 19 mostra que todas as partículas de matéria em movimento também
deve apresentar propriedades ondulatórias Contudo, é importante ressaltar que
quanto maior a massa e a velocidade da partícula, menor será o comprimento de
onda. Sendo assim, é difícil (talvez impossível!) mensurar o comprimento de onda
associado ao movimento das partículas macroscópicas, o que impossibilita
observarmos a ocorrência de fenômenos ondulatórios com elas.
Por outro lado, o momento das partículas microscópicas ou subatômicas (os
elétrons, por exemplo) é tão pequeno que os comprimentos de onda associados
ao seu movimento são da mesma dimensão do espaçamento entre os átomos nos
cristais. Como resultado, quando um feixe de elétrons atinge a superfície de um
cristal, ocorrerá o fenômeno da difração, o qual só pode ser explicado a partir do
movimento ondulatório. Esse fenômeno foi observado pela primeira vez três anos
depois de Broglie ter proposto suas idéias.
A difração de elétrons fornece a base para uma técnica usada para a
determinação da estrutura cristalina de sólidos.
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