Flashcard FC279957
Quais três aspectos fundamentais dos átomos que a mecânica clássica não consegue explicar, exigindo a mecânica quântica?
Física Moderna
CEBRASPE (CESPE) · 2024
Quais três aspectos fundamentais dos átomos que a mecânica clássica não consegue explicar, exigindo a mecânica quântica?
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Resposta
Estabilidade atômica, quantização dos níveis de energia e a natureza ondulatória dos elétrons (orbitais e princípio de exclusão).Explicação:
A mecânica clássica prevê trajetórias contínuas e não evita a queda dos elétrons no núcleo, não gera níveis de energia discretos nem descreve orbitais como funções de onda ou o princípio de exclusão, todos essenciais para entender propriedades eletrônicas e químicas.
Exemplo:
Para ilustrar a quantização e a natureza ondulatória, considere uma partícula em uma caixa unidimensional (poço infinito) de largura L. Os níveis de energia são
\(E_n=\frac{n^2 h^2}{8mL^2}\).
Para um elétron (m=9.11×10-31 kg) em L=1 nm:
\(E_1\approx\frac{(6.626\times10^{-34})^2}{8(9.11\times10^{-31})(1\times10^{-9})^2}\approx6.0\times10^{-20}\,\mathrm{J}\approx0.37\,\mathrm{eV}.\)
Isso demonstra níveis discretos e funções de onda estacionárias — resultados que a mecânica clássica não prevê.
Veja como foi cobrado:
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