Imagine um ventilador parado. Podemos dizer exatamente onde cada pá está, certo? !

Porém, se o ventilador estiver ligado, com as pás em movimento, não podemos dizer onde elas estão em qualquer que seja o instante. A única coisa que sabemos é que elas descrevem uma região onde há probabilidade de encontrá-las. O modelo atômico atual é mais ou menos isso.

Veremos que ele é um núcleo com nuvens eletrônicas ao redor que representam a probabilidade de encontrar os elétrons nesta região. Até o início do século XX, a mecânica newtoniana era capaz de descrever a dinâmica de todos os corpos. Quero dizer, quase todos.

As leis de newton funcionavam muito bem para corpos macroscópicos. Já quando se tratavam de partículas microscópicas tais como o elétron num átomo, isso não funcionava muito bem. Mesmo assim, Bohr conseguiu propor um modelo que superava as expectativas.

Pra quem não lembra, no modelo de Bohr, o átomo possui um núcleo no qual o elétron gira ao redor dele em órbitas estacionárias com energia constante e quantizada, podendo ter até 7 níveis de energia ou camadas eletrônicas. Esse modelo tinha dois problemas principais: O primeiro é que esse modelo só funcionava para átomos com um único elétron, chamados átomos hidrogenoides. Átomos com dois eletrinhos que seja já era.

Ou seja, aquela trabalheira toda de Bohr explicava apenas um elemento da tabela periódica. Para todo o resto, falhava feio. O segundo problema é que mesmo Bohr dando uma explicação para átomos hidrogenoides, ele usou a física clássica para descrever um fenômeno quântico, pois tratou o elétron somente como partícula para descrever o seu movimento.

E para fazer isso, a solução dele não partia do zero, ele fez uma imposição matemática, dizendo que o momento angular do elétron precisava ser quantizado em h/2pi que era a constante de planck. E por que precisava? Bohr não tinha essa resposta.

Por isso, do ponto de vista científico, o átomo de Bohr ainda tinha uma falha grave. Ele usou a teoria correta, a quântica, mas justificou com a matemática ‘errada’, o que é muito compreensivo, pois a matemática que poderia explicar o fenômeno não existia. Ela teve que ser criada e desenvolvida.

Assim surgiu a nova ferramenta que deu origem ao modelo atômico atual, a mecânica quântica. Então, vamos aos conceitos mais simples. A luz é uma radiação eletromagnética com propriedades ondulatórias, com campo elétrico e magnético, porém Einstein provou que ela também se comporta como partícula, ou seja, matéria, ao explicar o efeito fotoelétrico, no qual uma radiação de determinada frequência é capaz de remover elétrons de uma superfície metálica.

Esse fenômeno só poderia ocorrer por meio da colisão entre partículas, isto é, a luz também apresenta característica corpuscular. Quase ao mesmo tempo o físico Francês, Louis De Broglie propôs o inverso de Einstein. Toda matéria pode se comportar como onda.

No mundo macroscópico não conseguimos observar este fenômeno. Porém isso foi comprovado por Davisson e Germer em 1927 com experimentos de difração de elétrons. O fenômeno de difração é exclusivo de ondas, logo o elétron em sua propagação se comporta como onda.

Portanto, o elétron interage como partícula e se propaga como onda apresentando assim um comportamento dual: Onda-partícula. Essa dualidade impede que a gente possa prever a sua posição e velocidade simultaneamente com precisão. É simples de entender se compreendemos o processo de medição.

Para enxergarmos a posição de um elétron, a luz do microscópio precisa colidir com a partícula e refletir para chegar aos nossos olhos. É assim que enxergamos, mas a treta é que os elétrons são muito pequenos, de massa muito pequena, após a luz colidir então fará com que ele seja empurrado para alguma direção, modificando a sua velocidade. A própria medição da posição altera a sua velocidade e consequentemente o seu momento.

Essa impossibilidade de medição precisa é o princípio da incerteza de Heisenberg, say my name, quem lembra deixa um salve. E Esses são os conceitos básicos da mecânica quântica. Ela prevê a impossibilidade de descrever as propriedades do elétron com precisão, por isso o modelo passou a ser probabilístico.

Em vez de tentar encontrar a posição e o momento da partícula, a ideia seria encontrar uma equação que fornecesse todas as informações sobre o sistema. E como isso foi possível? Em 1927, E.

Schrodinger propõe essa equação, cuja ideia vem dessa equação geral. Ela apresenta um operador que opera uma função qualquer e como resultado devolve um auto valor (observável) e a própria função, chamada auto função. É como se as funções fossem instrumentos para obtermos aquilo que quisermos a respeito delas.

Por exemplo, Você é um operador da sua mente. Você a usa estudar e aprender alguma coisa, como resultado, você obtêm o conhecimento sobre determinado assunto e a sua mente continua lá disponível, ela foi apenas um instrumento utilizado por você. O conhecimento não é você, ele apenas faz parte de você.

Assim funcionam essas operações. A ideia da equação de Schrodinger é a mesma. Só que essas funções são chamadas de funções de onda, representados pela letra grega psi.

E os operadores quânticos podem ser posição, momento, energia, etc. Esses operadores podem descrever propriedades de qualquer partícula, mas, especificamente, o intuito é descrever as propriedades do elétron, e para isso utilizou-se o operador hamiltoniano, representado pela letra H, que é capaz de gerar como auto valor a energia do sistema para uma partícula, que em sua forma integral fica assim. Essa parte corresponde à energia cinética e esta, à energia potencial.

Portanto, se quisermos determinar a energia de um sistema precisamos resolver a equação de Schrodinger. Já a função de onda propriamente dita não apresenta significado físico, porém Marx Bohr usando interpretação estatística prova que o quadrado da função de onda multiplicada pela distância dx representa a densidade de probabilidade de encontrar uma partícula numa determinada região. Graficamente seria essa área a probabilidade de encontrar a partícula, no caso o elétron.

Ao fazer isso nas funções que são soluções da equação de Schrodinger, obtemos o que chamamos de orbitais atômicos. Cada orbital s, p, d e f possui as suas características e formatos com base em equações matemáticas que os descrevem. Lembre-se disso, assim como um ventilador ligado, onde a posição das pás estão indeterminadas, o modelo atômico atual é descrito por nuvens eletrônicas que fornecem a região de probabilidade de encontrar os elétrons, desenhados em forma de orbitais atômicos.

Bom, isso na verdade é uma introdução ao modelo atômico atual. Mesmo assim espero que vocês tenham gostado. Um abraço e até o próximo vídeo.