Olá pessoal, como vimos em sala de aula, a natureza da matéria sofreu diversas mudanças de concepção ao longo dos anos. Observando a luz da ligação química e da atomística, uma verdadeira revolução do pensamento filosófico desde Leucipo até Einstein.
Baseado nesse contexto responda:
a) Qual a implicação no conceito do orbital, o fato de considerarmos o elétron como uma função de onda?
b) Que contribuição no ensino das ciências, no nível fundamental, essa idéia traria?
Usem como material de apoio, o seguinte:
http://journal.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/6873/6333
http://www.youtube.com/watch?v=PcMACUAY8vE
Prazo: 21/03/2013
1º É a interpretação probabilística da região de onde o elétron esta com uma maior densidade orbitalar, dada por uma função matemática.
ResponderExcluir2º Creio que essa interpretação somente deve ser feita após uma exposição mais tradicional desse conteúdo, já que esse tipo de esclarecimento só é compreendido a partir de equações matemáticas complexas, que em séries de ensino fundamental não são vistas. Porém a visão tradicional desse conteúdo pode ajudar a compreensão da função de onda mesmo sem as tais equações, entretanto, essa forma seria mais superficial pois não entraria em contato com as comentadas equações.
Diego Aristeu Ramos
1)é onde o eletron esta om maior densidade.
ResponderExcluir2)É preciso
transformar o ensino de Física tradicionalmente oferecido por nossas escolas em um
ensino que contemple o desenvolvimento da Física Moderna, não como uma mera
curiosidade, mas como uma Física que surge para explicar fenômenos que a Física
Clássica não explica, constituindo uma nova visão de mundo.
marileide da silva rodrigues
A) Um orbital molecular é uma função matemática que descreve tendências de comportamento de uma nuvem eletrônica em uma molécula. Por exemplo, as funções podem dizer a probabilidade de se encontrar um elétron em qualquer região específica. Químicos costumam construir modelos matemáticos de orbitais moleculares combinando orbitais atômicos (denominação dos estados estacionários da função de onda de um elétron). Portanto, a teoria dos orbitais moleculares usa uma combinação linear de orbitais atômicos para representar orbitais moleculares envolvendo toda a molécula. Estes são frequentemente divididos em orbitais ligantes quando ocupados pelos elétrons, contribuem para a estabilidade da molécula; anti-ligantes, quando ocupados, contribuem para a instabilidade da molécula. A teoria dos orbitais moleculares prevê uma perspectiva global e deslocalizada de uma ligação química, apesar de, na TOM, alguns orbitais moleculares manterem elétrons que tendem a estar localizados entre um par específico de núcleos, outros podem permitir uma distribuição mais uniforme dos elétrons na molécula. Portanto, isso implica que função de onda do elétron oscila de acordo com a equação de ondas estacionárias. A frequência das ondas estacionarias é proporcional à energia dos orbitais.
ResponderExcluirB) Quando se fala em ligações químicas no ensino fundamental, é comum a utilização da regra do Regra do Octeto, ou seja, os elementos químicos devem sempre conter 8 elétrons na última camada eletrônica ou camada de valência, ou seja, é um processo de estabilização energética. Porém, além de propiciar o
estudo de conceitos relacionados a estabilidade do elétron, é necessário que os alunos interajam com uma química associada a outras formas da produção cultural contemporânea. No entanto, a teoria dos orbitais moleculares constitui uma alternativa para se ter uma visão mais útil para a descrição de sistemas extensos da ligação. E passa uma idéia para os alunos de ensino fundamental de representação do orbital, isto é, o volume que encerra a maior parte da probabilidade de encontrar o elétron ou se preferir, o volume ou a região do espaço na qual o elétron passa a maior parte do tempo. A teoria dos orbitais moleculares (TOM), considera a sobreposição de orbitais de valência e não elétrons emparelhados. Então, a principal diferença entre a TOM e a Teoria das ligação de valência é o conceito de orbital molecular, que define uma região do espaço que pode ser ocupada por dois elétrons com spins emparelhados.
Francisca Rayane Oliveira de Sousa
a) Segundo De Broglie, a posição de um elétron e a orientação do vetor momento linear, não pode mais ser especificado. De acordo com as idéias clássicas de Newton, uma onda era uma perturbação propagando-se e uma partícula, um objetivo material localizável. Todavia os elétron não são entidades clássicas ,não se devendo aplicar-lhes tais idéias.Um elétron não é nem uma onda nem uma partícula :é uma entidade que tem as características de onda e de partícula.
ResponderExcluirLogo após a hipótese de De Broglie, foi desenvolvida por várias físicos notáveis com Heisenberg, Schrödinger, Born, Pauli e Dirac, a Mecânica Quântica.
O advento da Mecânica Quântica não forneceu apenas uma descrição exata dos momentos atômicos. Com ela alterou-se profundamente a maneira de encarar a natureza, de modo que, agora, pensa-se em termos de probabilidade e nunca em termos de certeza.
Na Mecânica Quântica Heisenberg fez a seguinte experiência: com um supermicroscópio, analisou o movimento do elétron, iluminando com o raio de luz. Como o raio de luz é constituído de fótons, houve a colisão entre um fóton e um elétron, o qual recebeu certa quantidade de movimento. Nessas condições alteram-se a velocidade e a posição do elétron.
Quanto menor for o comprimento de onda do fóton incidente, mas precisamente localizamos o elétron, pois suas dimensões extremamente pequenas. Menor comprimento de onda significa maior freqüência e, portanto mais energético é o fóton. Maior energia implica maior desvio e maior incerteza na velocidade.
Na Física Quântica, ao contrario do que acontece na Física Clássica, a posição de uma partícula num certo instante não fica determinada. Só temos a probabilidade de encontrá-la numa determinada região: essa é à base do indeterminismo. Muitos físicos não aceitaram esses conceitos, inclusive Einstein, que a respeito do principio da incerteza afirmou: ”Deus não joga dados com o Universo.”
A partir da teoria do principio da incerteza, entendeu-se que seria mais apropriado que existam regiões ao redor do núcleo do átomo, nas quais a probabilidade de se encontrar um elétron é máxima, regiões estas que recebem o nome de orbital.
Assim, o movimento do elétron ao redor do núcleo atômico foi descrito pela primeira vez em 1927 pelo físico teórico austríaco Erwin Schrödinger, por intermédio de equações matemáticas que relacionam a natureza da partícula, a carga, a energia, e a massa do elétron, propondo o modelo atômico de Schrödinger.
De acordo com esse novo modelo, o elétron é uma partícula onda que se movimenta no espaço, mas estará com maior probabilidade no interior de uma esfera concêntrica ao núcleo (orbital). Devido a sua velocidade,o elétron permanece dentro do orbital,assemelhando-se a um nuvem eletrônica.
b) Essa ideia traria para o ensino fundamental a amplitude dos assuntos que seriam tratados nas séries seguintes, para que não houvesse o impacto de idéias contraditórias.
Ana Gabriela Nunes Portela
Larissa Tatiany Gomes de Liz
1)Um aspecto que chamou a atenção de Broglie foi o fato de que as regras de quantização envolviam números inteiros. Ora, sabia-se, desde muito tempo, que os números inteiros eram fundamentais em todos os ramos dos físicos onde fenômenos ondulatórios estavam presentes: elasticidade, acústica e ótica. Eles são necessários para explicar a existência de ondas estacionárias, de interferência e de ressonância. Seria, portanto, permitido pensar que a interpretação das condições de quantização conduziria à introdução de um aspecto ondulatório no comportamento dos elétrons atômicos. Dever-se-ia fazer um esforço para atribuir ao elétron, e mais geralmente a todos os corpúsculos, uma natureza dualística análoga àquela do fóton, para dotá-los de um aspecto ondulatório e de um aspecto corpuscular interligados pelo quantum de ação (a constante de Planck).
ResponderExcluirÉ importante ressaltar uma coisa: Quando dizemos que a probilidade de se encontra um elétron 1s em determinada região é zero, não significa que não existe elétrons nesta região. Significa que nesta região um elétron pode assumir o comportamento de um elétron 1s. Isso por que nessa região o elétron tem outros valores de energia e características ondulatórias diferentes de um elétron 1s. Entretanto, nada impede que exista um elétron 3p nessa mesma região.
2)A compreensão da natureza das propriedades de átomos, moléculas e sistemas mais complexos está diretamente relacionada com a distribuição e o comportamento das partículas microscópicas que os constitui. Diversas evidências experimentais sugeriram que a estrutura de átomos e moléculas não poderia ser explicada por princípios baseados na mecânica clássica. Experimentos, tais como: a radiação do corpo negro, capacidade calorífica e espectros atômicos e moleculares, sugeriam que os processos de absorção ou emissão de energia só poderiam ser explicados admitindo-se que a energia envolvida nesses processos seria quantizada e não contínua, como prevê a mecânica clássica. A mecânica quântica foi criada para conciliar os aspectos observados com a hipótese de quantizações de determinadas propriedades microscópicas.
Os orbitais correspondem a regiões do átomo com maior probabilidade de se encontra determina elétrons (maior manifestação eletrônica) cada orbital acomodam no Maximo dois elétrons e, quando os elétrons ocupam um mesmo orbital são ditos emparelhados.
Francisca Verônica e Samylla Maria
A) A função de onda descreve a densidade eletrônica nos pontos mais prováveis da nuvem eletrônica onde se pode encontrar um elétron.
ResponderExcluirO termo “orbital” lembra órbita, que normalmente é um caminho definido que um corpo possui quando circunda outro, mas no caso de um elétron isto não ocorre, ele percorre os arredores do núcleo de uma forma bem menos definida que um planeta em torno do sol, por exemplo. O nome orbital foi escolhido para sugerir uma região em torno do núcleo onde se pode encontrar um elétron e também para considerar a natureza de onda do elétron, ou seja, as funções de onda de elétrons em átomos são chamadas de orbitais atômicos.
B) À luz das descobertas científicas do último século, nos encontramos em frente a uma contradição, onde as bases do ensino fundamental ignoram tais avanços e insistem em repassar conceitos equivocados aos jovens estudantes, criando uma discrepância entre o mundo em que vivem e as teorias que tentam explicá-lo.
Os livros do Ensino Médio permanecem relutantes na inserção desses conceitos. A idéia de ensinar, ainda no nível fundamental, Mecânica Quântica, apresenta-se com grande estranheza, uma vez que exemplos práticos para facilitar o entendimento não são tão fáceis de imaginar e os cálculos matemáticos são, de fato, complicados. Mas as contribuições no desenvolvimento do indivíduo, como ser pensante que entende as transformações a sua volta e que pode inferir através de suas observações, fugindo das conclusões empíricas, torna válido o uso de meios alternativos para o ensino das ciências.
A concepção de que o elétron é uma função de onda, nos remete a dualidade onda partícula da matéria, onde os orbitais são a região com maior probabilidade de se encontrar um elétron em torno do núcleo de um átomo, considerando a natureza de onda do elétron, logo repassar esta definição aos alunos é equivalente a desenvolver uma nova forma de compreensão da própria matéria, que antes era estática, mas que pode se mostrar como uma onda, unindo-a ao comportamento da radiação eletromagnética.
Ir além do assunto clássico nas aulas das matérias científicas, mostrando as mais recentes descobertas, desperta o interesse de forma a construir indivíduos mais preparados para o Ensino Superior. Tornar o aluno íntimo dos fundamentos da Física Moderna evidencia a continuidade que é a história da Ciência, que nunca pára, trazendo à tona o fato de que foi a partir de pessoas como ele que ela foi construída.
Dupla: Solange Rodrigues e Dione Sampaio
a) Emcarar o eletrom como partícula/onda é uma tarefa complicada pois o comportamento misto deste dificulta sua localização no espaço em determinado momento portanto gerou-se uma função matemática para determinar sua localização na maior parte do tempo que se esboça em um gráfico descartando assim amaioria das variáveis.
ResponderExcluirb) Traria a contribuição da concepção da natureza da matéria como onda, mais não de forma complexa, apenas de forma superficial para não ter dificuldade quando chegar no ensino médio e superior. Já que o modelo aplicado no ensino fundamental é o do átomo de Bohr que foi bem sucedido em explicar a formula de Rydberg as características do raio x e etc. Mas não foi capaz de explicar o espectro de átomos mais complexos.
dupla :Hector Belem;Michel C. Evangelista
A)Densidade eletrônica é entendida como o número total de elétrons por unidade de volume e ela é definida em termos da função de onda total como a integral múltipla sobre as coordenadas de spin de todos os elétrons e sobre todas as outras coordenadas espaciais. Dentro desse conceito é entendido que orbital,onde o elétron tem localização na orbita, se torna insuficiente para explicar certos fenômenos na atomística, uma vez que o conceito do elétron como uma função de onda ser cabível porque diversos fenômenos naturais são explicados por meio de funções matemáticas.
ResponderExcluirB)Apesar desses conceitos serem abordados ainda somente no ensino médio. Essa ideia no ensino fundamental, dependendo do professor e do grau de motivação do aluno, deixaria a curiosidade no aprofundamento do assunto.
Francisco Jordao Borges
Fernanda Franco Pereira
OBS:é essa postagem que deve ser considerada!
ResponderExcluirA)Densidade eletrônica é entendida como o número total de elétrons por unidade de volume e ela é definida em termos da função de onda total como a integral múltipla sobre as coordenadas de spin de todos os elétrons e sobre todas as outras coordenadas espaciais. Dentro desse conceito é entendido que a ideia do orbital, se torna insuficiente para explicar certos fenômenos na atomística, uma vez que o conceito do elétron como uma função de onda ser cabível porque diversos fenômenos naturais são explicados por meio de funções matemáticas.
B)Apesar desses conceitos serem abordados ainda somente no ensino médio. Essa ideia no ensino fundamental, dependendo do professor e do grau de motivação do aluno, deixaria a curiosidade no aprofundamento do assunto.
Francisco Jordao Borges
Fernanda Franco Pereira
a) Porque no conceito de orbital as orbitas eletrônicas não tem uma localização especifica, e sim deve ser feita uma interpretação probalística da realidade.
ResponderExcluirb) Essa ideia e toda a física moderna pode melhorar a compreensão dos alunos sobre vários assuntos no meio das ciências, inclusive a física clássica.
Rodrigo Fernandes de Oliveira
A) O modelo atômico atua ( QUANTICO-ONDULATORIO-PROBALIBISTICO.) caracteriza orbital com sendo uma região em torno do núcleo onde se espera encontrar o elétron, porem sua implicação seja o fato de seu estudo ser abstrato ou seja algo que não é visível ainda que sua prova de existência seja matematicamente comprovada através de equações de onda.
ResponderExcluirB)Creio que para o ensino fundamental isso seja de fundamental importância de modo que daria uma maior ampliação de conhecimento,Mas caberia ao professor, elaborar mecanismos de explicação adequado de modo que o aluno conseguisse uma boa assimilação.
ANDERSON LUCAS FERREIRA COELHO.
a) A teoria dos orbitais moleculares é uma alternativa para se ter uma visão da ligação.De acordo com este enfoque, todos os elétrons de valência têm uma influência na estabilidade da molécula. (Elétrons dos níveis inferiores também podem contribuir para a ligação, Além disso, a teoria considera que os orbitais atômicos, do nível de valência, deixam de existir quando a molécula se forma, sendo substituídos por um novo conjunto de níveis energéticos que correspondem a novas distribuições da nuvem eletrônica (densidade de probabilidade). Esses novos níveis energéticos constituem uma propriedade da molécula como um todo e são chamados, conseqüentemente de orbitais moleculares.deixando o pensamento de órbita atômica e também de trajetória para descrever o comportamento do elétron.
ResponderExcluirb)Os professores tendo conhecimento da TOM poderão desde cedo transmitir aos alunos alguns conceitos básicos que podem permitir uma melhor aprendizagem dos conteúdos de química.
ROBERTO DOUGLAS F. DA SIVA
A)Os elétrons confinados em seus orbitais definem ondas estacionárias,onde é possível descrever somente a probabilidade de encontrá-lo em determinada região do átomo.Essa região recebe o nome de orbital.
ResponderExcluirB)Uma definição mais didática de orbital a partir do entendimento dos elétrons como ocupantes de níveis quânticos de energia,é claro que sem utilizarmos essa palavra "quânticos" mas digamos que,como pacotes de energia que só podem ser encontrados naquela região "orbital" quando absorvem liberam energia.
Geane Rabelo Costa