Em que se baseia o modelo atômico atual? Explique.
Passo 1
Beleza, o enunciado pergunta “Em que se baseia o modelo atômico atual? Explique.” A matéria aqui é o modelo quântico do átomo, e para responder a gente vai precisar lembrar de:
- dualidade onda-partícula;
- equação de Schrödinger;
- princípio da incerteza de Heisenberg;
- conceito de orbital e números quânticos.
Passo 2
Primeiro, a dualidade onda-partícula mostra que elétrons não são só “bolinhas” se movendo em volta do núcleo, mas têm comportamento de onda também. Louis de Broglie propôs que cada partícula com momento
tem comprimento de onda
onde
é a constante de Planck. Esse insight leva à equação de Schrödinger, que é a base matemática do modelo quântico:
Aqui
é o operador Hamiltoniano (energia total),
é a função de onda e
é a energia associada. Resolver essa equação pra um elétron num potencial do núcleo gera funções de onda
.
Passo 3
Daí entra o princípio da incerteza de Heisenberg, que diz que não dá pra saber ao mesmo tempo com precisão absoluta posição
e momento
do elétron:
Por causa disso, a gente não desenha “trajetórias” certas, mas uma nuvem de probabilidade. A densidade de probabilidade de encontrar o elétron em
é
.
Passo 4
As soluções da equação de Schrödinger vêm indexadas por quatro números quânticos:
• (nível de energia principal),
• (forma do orbital),
• (orientação espacial do orbital),
• (spin do elétron).
Cada combinação define um orbital (região no espaço onde a probabilidade é alta), e
diz o sentido do spin.
•
•
•
•
Cada combinação
Passo 5
Juntando tudo: o modelo atômico atual considera o núcleo (prótons e nêutrons) e elétrons descritos por funções de onda quânticas. Esses elétrons não giram em órbitas definidas como no modelo de Bohr, mas preenchem orbitais tridimensionais de probabilidade, obedecendo aos princípios quânticos (Schrödinger + incerteza + exclusão de Pauli).
Resposta
O modelo atômico atual se baseia na mecânica quântica: elétrons são descritos por funções de onda que satisfazem a equação de Schrödinger, formam orbitais definidos pelos quatro números quânticos, e obedecem ao princípio da incerteza de Heisenberg, resultando numa nuvem eletrônica de probabilidades em volta de um núcleo compacto.