Guia de termos espectroscópicos

Páginas: 11 (2563 palavras) Publicado: 3 de maio de 2012
GUIA 2 – TERMOS ESPECTROSCÓPICOS ATÔMICOS QUÍMICA I TUTOR: Gabriel do N. Freitas

Como já discutido no guia 1, uma configuração eletrônica não corresponde, normalmente, a um único estado possível para o átomo. Vamos começar explorando um pouco mais o caso da distribuição eletrônica para o Boro, no estado fundamental (1s2 2s2 2p1). Os subníveis completos (1s e 2s, cada um com 2 elétrons, que é onúmero máximo que podem comportar) não serão necessários para a determinação dos estados possíveis (ou, em outras palavras, os termos espectroscópicos), logo trabalharemos apenas com o subnível 2p, e diremos que temos uma configuração eletrônica 2p1 ou, simplesmente, p1.

1ª etapa – Construção da Tabela de Microestados 1A) 1 elétron (p1) Como esse único elétron de valência no subnível 2p podeser descrito, em termos de orbitais? Talvez um palpite fosse:

(1)

Ok, esta é uma possibilidade válida. Antes de verificarmos outros palpites, vamos apenas mudar um pouco nossa notação. Ao invés de representarmos os orbitais do subnível p pela forma usual px, py e pz, representaremos esses 3 orbitais por -1, 0 e +1. O que são esses valores? São as projeções de momento angular orbital (ml)possíveis para os orbitais desse subnível. Quer dizer que o ml=-1 para o px, ml=0 para o py e ml=+1 para o pz ? Não exatamente, mas talvez nesse curso seja um pouco difícil de explicar rigorosamente a relação entre a representação px/py/pz e (-1,0,+1). Eles estão relacionados por uma transformação puramente matemática, sem nenhum significado físico maior. Logo, essas representações são equivalentes eoptaremos pela segunda por tornar mais simples a determinação dos termos espectroscópicos. Ao utilizarmos essa nova notação, não nos importaremos com o nível em

questão (se é 2ª camada, ou 3ª, etc), já que os estados possíveis para uma configuração 2p 1 são os mesmos de um 3p1, 4p1, etc. Escrevendo nosso primeiro palpite na nova notação, temos:

(2)

Mas essa será a única possiblidade? Porque o elétron deveria ter a “setinha para cima” (ms=+1/2), e não “para baixo” (ms=-1/2)? Ou então, por que ele está descrito pelo orbital com ml=-1, e não pelo ml=0 ou ml=+1? A resposta é: não há nenhuma razão especial. Logo, temos que considerar todas as possibilidades. Note que todas elas respeitam, ou seja, estão de acordo com a configuração eletrônica p1, e não podemos descartar nenhuma delas.Vamos escrever todas as possibilidades?

(3) Ao todo são 6 possibilidades para uma configuração p1. A essas possibilidades daremos o nome de microestados. A um mesmo estado do átomo pode estar associado um conjunto de microestados. Verificaremos isso mais adiante. Ao invés de escrevermos o conjunto de microestados como em (3), utilizaremos uma forma alternativa e equivalente, dada tabela aseguir:

(4) Na 1ª linha (horizontal), temos os valores de MS=±1/2, que correspondem às “setinhas” para cima e para baixo. Na 1ª coluna (vertical), temos os valores possívels de mL, que nesse caso de 1 elétron, correspondem aos valores de ml dos orbitais do subnível em questão. Nas demais caixinhas temos símbolos do tipo (A±). O valor de A é o valor de ml do orbital que descreve o elétron; o índicepositivo ou negativo indica se o elétron está com a “setinha pra cima” (ms=+1/2) ou para baixo (ms=-1/2). É importante que você note que as figuras 3 e 4 são equivalentes, com a seguinte correspondência:

(5) Onde os algarismos em romano correspondem aos esquemas da figura (3). Essa tabela (5) serve para que você entenda a notação da tabela (4), mas você não precisará construí-la para obter ostermos espectroscópicos de um átomo. Nossa tabela de microestados está completa. Esse é o fim da etapa 1. Antes de partirmos para a etapa 2, vamos repetir essa etapa 1 para um caso um pouco mais complicado de 2 elétrons.

1B) 2 elétrons (p2) Vamos novamente escrever todos os microestados possíveis para uma configuração do tipo p2, como a do carbono, por exemplo (1s2 2s2 2p1).

(6) Note que...
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