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
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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
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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.
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TABELA
LrNoMdFmEsCfBkCmAmPuNpUPaTh
LuYbTmErHoDyTbGdEuSmPmNdPrCe
MtHsBhSgDbRfAcRaFr
RnAtPoBiPbTlHgAuPtIrOsReWTaHfLaBaCs
XeITeSbSnInCdAgPdRhRuTcMoNbZrYSrRb
KrBrSeAsGeGaZnCuNiCoFeMnCrVTiScCaK
ArClSPSiAlMgNa
NeFONCBBeLi
HeHClásicoConocidoRaramente usado
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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.
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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.!
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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)
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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)
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First “Picture” Thorium 1979
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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...
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Hoje
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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.
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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
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O Núcleo Descoberto por Ernest Rutherford no famoso experimento de espalhamento de partículas alfa.
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Próton: carga= +1e
Nêutron carga = 0
Elétron: carga= -1e; massa = 1/2000 do próton
Núcleo: carga = Ze, massa = Zmpróton
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Modelo planetário: errado
Mecânica Quântica
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Modelo de camadas
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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
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3 fases (estados) da matéria
vapor
líquido
sólido
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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.
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AB
C.A
BC
...
AB
.AB
...ou A
C.A
C...
NaC
l
CaF
2
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C
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C60
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Mn
F
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FM: E
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n23
FIM
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3 O4
ααα α-
Fe
© M. Hewat 1998-2000http://whisky.ill.fr/dif/3D-crystals/
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Ligações iônicas
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Distribuição de carga em para ligações covalentes (N2
por exemplo) e iônicas (LiF por exemplo)
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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.
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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