Átomo helioide
Na física atômica, um átomo helioide ou átomo de dois elétrons é um sistema quântico que consiste em um núcleo com carga de Ze e apenas dois elétrons.[1][2] Este é o primeiro caso de sistemas de muitos elétrons em que o princípio de exclusão de Pauli desempenha um papel central.[3] É um exemplo de um problema de três corpos.[4]
Equação de Schrödinger
[editar | editar código-fonte]Como o átomo de hélio neutro (He, Z = 2), o íon de hidrogênio negativo (H−, Z = 1), ou o íon de lítio positivo (Li+, Z = 3) as aproximações mais básicas para as soluções exatas envolvem escrever uma função de onda multi-elétron como um produto simples de funções de onda de um elétron e obter a energia do átomo no estado descrito por essa função de onda como a soma das energias da função de onda de componentes um-elétron.[5] A equação de Schrödinger para qualquer sistema de dois elétrons é[nota 1]: onde r1 é a posição de um elétron (r1 = |r1| é a sua magnitude), r2 é a posição do outro elétron(r2 = |r2| é a magnitude), r12 = |r12| é a magnitude da separação entre eles dada por μé a massa reduzida de dois corpos de um elétron em relação ao núcleo de massa M
e Z é o número atômico do elemento (não um número quântico).
O termo cruzado de dois laplacianos é conhecido como o termo de polarização de massa, que surge devido ao movimento de núcleos atômicos. A função de onda é uma função das posições dos dois elétrons:
Não há solução de forma fechada para esta equação.
Espectro
[editar | editar código-fonte]O espectro óptico do átomo de dois elétrons tem dois sistemas de linhas. Um sistema para de linhas simples e um sistema orto de trigêmeos (grupo de três linhas com espaçamento próximo). Os níveis de energia no átomo para as linhas simples são indicados por 1S0 1P1 1D2 1F3 etc., e para os trigêmeos, alguns níveis de energia são divididos: 3S1 3P2 3P1 3P0 3D3 3D2 3D1 3F4 3F3 3F2.[7] Terras alcalinas e mercúrio também têm espectros com características semelhantes, devido aos dois elétrons de valência externos.[7]
Exemplos
[editar | editar código-fonte]Os primeiros átomos de dois elétrons são:
Z=1: | H− | ânion hidrogênio |
Z=2: | He | átomo de hélio |
Z=3: | Li+ | íon de lítio |
Z=4: | Be2+ | íon de berílio |
Z=5: | B3+ | íon de berílio |
Notas
Referências
- ↑ Høgaasen, Hallstein; Richard, Jean-Marc; Sorba, Paul (janeiro de 2010). «Two-electron atoms, ions, and molecules». American Journal of Physics (em inglês) (1): 86–93. ISSN 0002-9505. doi:10.1119/1.3236392. Consultado em 7 de julho de 2022
- ↑ «IMPLEMENTAÇÃO DE ESPECTROSCOPIA DE FOTOELÉTRONS EXCITADOS POR RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA E ESTUDOS IN-SITU DA OXIDAÇÃO DE FILMES DE Ni. Renato de Mendonça - PDF Free Download». docplayer.com.br. Consultado em 7 de julho de 2022
- ↑ «Pauli Exclusion Principle». hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Consultado em 7 de julho de 2022
- ↑ Klar, Hubert (1 de maio de 1987). «Novel motion in highly excited two-electron atoms». JOSA B (em inglês) (5): 788–793. ISSN 1520-8540. doi:10.1364/JOSAB.4.000788. Consultado em 7 de julho de 2022
- ↑ «9.1: The Schrödinger Equation For Multi-Electron Atoms». Chemistry LibreTexts (em inglês). 3 de outubro de 2013. Consultado em 7 de julho de 2022
- ↑ Physics of Atoms and Molecules, B.H. Bransden, C.J.Joachain, Longman, 1983, ISBN 0-582-44401-2
- ↑ a b Herzberg, Gerhard; J W T Spinks (1944). Atomic Spectra and Atomic Structure 2nd ed. New York: Dover Publications. p. 75