Átomos, Sólidos, Liquidos -...
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Átomos, Sólidos, Liquidos
Adapted from the slides of Dr. Don Franceschetti
physics.memphis.edu/People/franceschetti/ Atoms,%20Solids,%20Liquids.ppt
Hipótese Atómica• Especulação Filosófica, até1800:
– Demócrito, Lucrécio (“De Rerum Natura”, filosofia epicureana, combater superstição)
• c. 1800 John Dalton re-analiza a hipótese atómica.• 1827 Robert Brown descobre o Movimento
Browniano.• Final séc. 19: debates: Ostwald - Boltzmann• 1905 Einstein explica o Mov. Browniano como
resultado das colisões moleculares.• 1909 Jean Perrin: Experimento
Os Elementos
• Existem aprox. 88 elementos naturais.• São conhecidos uns 120 elementos.• 90% dos átomos do universo são hidrogênio.• O Sol fussiona Hidrogênio para formar Hélio.• Outras estrelas velhas criam elementos mais
pessados, até o ferro. Só supernovas podem criar elementos mais pessados.
• Somos feitos de pó estelar.
TABELA
LrNoMdFmEsCfBkCmAmPuNpUPaTh
LuYbTmErHoDyTbGdEuSmPmNdPrCe
MtHsBhSgDbRfAcRaFr
RnAtPoBiPbTlHgAuPtIrOsReWTaHfLaBaCs
XeITeSbSnInCdAgPdRhRuTcMoNbZrYSrRb
KrBrSeAsGeGaZnCuNiCoFeMnCrVTiScCaK
ArClSPSiAlMgNa
NeFONCBBeLi
HeHClásicoConocidoRaramente usado
Os Elementos
• Existem aprox. 88 elementos naturais.• São conhecidos uns 120 elementos.• 90% dos átomos do universo são hidrogênio.• O Sol fussiona Hidrogênio para formar Hélio.• Outras estrelas velhas criam elementos mais
pessados, até o ferro. Só supernovas podem criar elementos mais pessados.
• Somos feitos de pó estelar.
Átomos são…
• Incrivelmente pequenos,• Numerosos, temos aprox.
100,000,000,000,000,000,000,000 átomos num grama d’agua.
• Se encontram por toda parte: cada vez que você enche os pulmões de ar, esse ar contém átomos que já estiveram nos pulmões de cada ser humano que já existiu.!
Não podemos ver os átomos pois…
• O comprimento de onda da luz visível é muito maior do que o diâmetro de um átomo.
• Porém, podemos vé-los usando elétrons: Microscopia de Tunelamento (TEM) e Microscopia de Força Atómica (AFM)
Microscopia de Tunelamento (TEM) e Microscopia de Força Atómica (AFM)
A corral made by placing 48 iron atoms in a circle, one at a time, onto a surface of gold (Reprinted with permission from IBM)
First “Picture” Thorium 1979
Hoje
AFM-image with the highest resolution ever obtained (77 pm=0. 77
�
). Subatomic structures are visible within single tungsten atoms. The simultaneously recorded STM image (please move the cursor onimage) shows the atomic positions. Image size 500 × 500 pm2.Hembacher et al. SCIENCE...
Hoje
Electrons
• Ben Franklin, believed electrical phenomena were due to an excess or a deficiency of electric fluid. Electricity can flow through a gas.
• Crooks experimented with cathode rays in partially evacuated tubes.
• 1897 J. J. Thomson showed that cathode rays are particles: electrons. Determines charge to mass ratio.
• 1909 Millikan determines electron charge in oil drop experiment.
1909: Experimento de Millikan da gota de óleo
http://www68.pair.com/willisb/millikan/experiment.html
mgota = 1.0 x10-15 kg. g é -9.8 m/s2.
A carga q das gotas era sempre múltiplo de-1.6 x 10 -19 C,
a carga do elétron.
!!!!!%60625.016
1~ ⇒=∆
e
e
O Núcleo Descoberto por Ernest Rutherford no famoso experimento de espalhamento de partículas alfa.
Próton: carga= +1e
Nêutron carga = 0
Elétron: carga= -1e; massa = 1/2000 do próton
Núcleo: carga = Ze, massa = Zmpróton
Modelo planetário: errado
Mecânica Quântica
Modelo de camadas
We use chemical symbols to represent atoms
• Usually these make sense• H is Hydrogen• O is Oxygen• S is Sulphur• C is Carbon• H2O is a molecule of water• H2SO4 is a molecule of sulfuric acid• Atoms combine to form molecules by sharing
electrons
3 fases (estados) da matéria
vapor
líquido
sólido
Estrutura Cristalina
• Os sólidos podem ser cristalinos ou amorfos• Cristais possuem ordenamento tridimensional
dos átomos• Podemos conhecer uma estrutura cristalina
através de difração de raios-X• Um sólido policristalino, por ex. fio de cobre,
aluminio das calotas, cerâmicos no piso.• Os sólidos amorfos não tem ordem de longo
alcançe.
AB
C.A
BC
...
AB
.AB
...ou A
C.A
C...
NaC
l
CaF
2
© M. Hewat 1998-2000http://whisky.ill.fr/dif/3D-crystals/
C
© M. Hewat 1998-2000http://whisky.ill.fr/dif/3D-crystals/
C60
© M. Hewat 1998-2000http://whisky.ill.fr/dif/3D-crystals/
Mn
F
HA
FM: E
r6 M
n23
FIM
:Fe
3 O4
ααα α-
Fe
© M. Hewat 1998-2000http://whisky.ill.fr/dif/3D-crystals/
Ligações iônicas
Distribuição de carga em para ligações covalentes (N2
por exemplo) e iônicas (LiF por exemplo)
Density
• Gold 19,320 kg/m3
• Mercury 13,600 kg/m3
• Water 1,000 kg/m3
• Gases, roughly 1 kg/m3 so 99.9% of a gas is empty space.
V
m=δ
Density = mass/volume
is characteristic of the substance.
Outra medida de volume• O litro é uma medida de volume.
• Originalmente era exatamente 1 dm3
• Hoje é o volume ocupado por 1 kg d’agua pura.
1 cm
1 cm3 = 0.001 l
1 dm
1 dm3 = 1 l
1 m
1 m3 = 1000 l
1 1.000 1.000.000