A Química quântica estuda conceitos relacionados aos elétrons presentes na eletrosfera de um átomo. Essa ciência tem como base os princípios da mecânica quântica, foram eles que inspiraram o pesquisador Werner Heisenberg (1901-1976) a propor um modelo quântico para o átomo.
Antes de introduzir o conceito de Heisenberg, observe a eletrosfera de um átomo:
Com base na imagem acima podemos afirmar que:
- A eletrosfera, onde estão localizados os átomos, circula todo o núcleo atômico (composto por prótons e nêutrons);
- Os elétrons estão em movimento constante demonstrado pelas órbitas (anéis azuis).
Daria para saber onde exatamente um elétron se posiciona na eletrosfera? É claro que não, uma vez que estão sempre em movimento de rotação ao redor do núcleo.
Foi baseado neste questionamento que Heisenberg criou o "Princípio da Incerteza" onde, como o próprio nome sugere, não se pode afirmar que exista uma órbita definida para o elétron. No mesmo parâmetro introduziu o conceito de Orbitais: local onde existe a maior probabilidade de se encontrar um elétron.
Orbitais são considerados como nuvens onde se localizam os elétrons. Como a eletrosfera se localiza ao redor do núcleo, imagine os orbitais como sendo nuvens eletrônicas que circulam a parte central do átomo.
Evolução da Mecânica Quântica
Diversos modelos foram criados ao longo das décadas, sendo que muitos caíram por terra, apesar de auxiliarem na evolução da ciência. A pessoa errou, mas, apesar disso, alguma informação em seu modelo teórico pôde ser reaproveitada por outro cientista. Um exemplo claro foi dos Postulados de Bohr.
Este cientista conseguiu passar informações importantíssimas para a ciência, como, por exemplo, que a movimentação entre os orbitais dos elétrons só poderia acontecer se a diferença exata entre as energias fosse colocada ou retirada, pois tudo é quantizado. No entanto, este modelo de Bohr só funciona com um átomo de Hidrogênio, pois o mesmo tem apenas 2 elétrons, ou seja, ocupa apenas um orbital.
Equação de Schrodinger
“Faça uma pergunta ao Hamiltoniano e este te retornará com a resposta nos Autovalores.”. Com a equação de Schrodinger é assim! Ele é capaz de ter dar qualquer resposta que você deseja em uma simples, porém complexa, equação: HΨ=∑Ψ.
O Hamiltoniano corresponde à energia total de um sistema, que pode ser decomposto. A grande dificuldade de calcular a equação é ter que utilizar Integral e Derivada, que são matérias de universidade. No entanto, a essência da Mecânica Quântica você pode conhecer!
Por que entender Mecânica Quântica?
Quando aprendemos a fazer ligações iônicas e covalentes ela colocava o nome do átomo, algumas bolinhas em volta dele (elétrons da camada de Valência) e fazia as conexões, criando ligações únicas, duplas ou triplas, ou doando elétrons. No entanto, na vida real, nada é daquele jeito! Os elétrons se movimentam por todos os orbitais, sendo que temos algumas estimativas ao utilizar o princípio da incerteza de Heisenberg e o quadrado do comprimento de onda para descobrir a densidade de probabilidade.
Fonte:Por Líria Alves/Graduada em Química/Equipe Brasil Escola
http://brasilescola.uol.com.br/quimica/quimica-quantica.htm
Fonte: Colégio Web/ Introdução a mecânica quântica
https://www.colegioweb.com.br/quimica/introducao-a-mecanica-quantica.html
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