Interações Atômicas e Moleculares
Prof.: Pieter Westera
UFABC, Bloco A, Torre 3, Sala 625-3
Tel. +55 (11) 4996 8373
E-mail: pieter.westera arroba ufabc.edu.br
código da disciplina: BCK0104-15 (antigamente BC0104)
TPI: 3-0-4
Carga Horária: 36
Recomendações: Transformações Químicas (BCK0103-15); Física Quântica (BCK0103-15)
Recomendações adicionais minhas: Estrutura da Matéria (BIK0102-15),
Funções de Uma Variável (BCN0402-15), Fenômenos Eletromagnéticos (BCJ0203-15)
do coordenador: Funções de Várias Variáveis (BCN0407-15)
Ementa
Fundamentos quânticos de ligação química; Teoria da ligação de valência; Teoria do Orbital
Molecular; Interações Elétricas entre moléculas; Interações moleculares em líquidos;
Introdução à física da matéria condensada: Estruturas Cristalinas, Teoria de bandas e
propriedades dos materiais.
Objetivos gerais:
Apresentar o uso da teoria quântica na compreensão das propriedades microscópicas da
matéria, das forças de interação entre átomos e moléculas e das formas de estruturação
da matéria, suas consequências e aplicações tecnológicas.
Objetivos específicos:
Adquirir conhecimento, intuição e habilidade matemática em situações físicas
envolvendo:
1 - Descrição de átomos por meio da teoria quântica.
2 - Teoria da ligação de valência.
3 - Teoria do Orbital Molecular.
4 - Tipos de interações entre as moléculas.
5 - Interações moleculares em gases, líquidos e sólidos.
6 - Propriedades físicas de líquidos e sólidos com base nas interações entre seus
constituintes.
Bibliografia
Referências bibliográficas básicas:
TIPLER, P. A., LLEWELLYN, R. A., Física Moderna, Grupo Editorial Nacional (gen) - LTC : Rio de Janeiro, 2010, capítulos 6, 7, 9 e 10.
LEVINE, Ira N. Quantum chemistry. 6th ed. : Prentice Hall, 2008. 751 p.
ATKINS, P., de PAULA, J., Physical chemistry. 8 ed. New York: Oxford University Press, 2006. 1064p.
Físico-Química, LTC: Rio de Janeiro, 2004, v. 1 e 2.
Referências bibliográficas complementares:
MCQUARRIE, Donald A; SIMON, John D. Physical chemistry: a molecular approach. University Science Books, 1997.
EISBERG, Robert et al. Física Quântica: Átomos, Moléculas, Sólidos, Núcleos e Partículas. Rio de Janeiro: Câmpus, 1979. 928p.
PAULING, Linus et al. Introduction to quantum mechanics: with applications to chemistry. New York, USA: Dover 1935.
FEYNMAN, Richard P. et al. Lições de Física de Feynman. Porto Alegre: Bookman 2008. 416 p.
GASIOROWICZ, Stephen, Quantum Physics. Hoboken, USA: Wiley 2003. 336 p.
antigamente:
ATKINS, P.; JONES, L.; Princípios de Química - Questionando a Vida Moderna e o Meio
Ambiente, Bookman: Porto Alegre, 2006.
SHRIVER, D.F.; ATKINS, P.W.; OVERTON, T.L.; ROUKE, J.P.; WELLER, M.T.; ARMSTRONG,
F.A.; Química Inorgânica, Bookman: Porto Alegre, 2008.
BALL, D. W.; Físico Química, : Thomson, 2005. v. 1 e 2.
LEE, J. D.; Química inorgânica não tão concisa. : Edgard Blucher, 1999.
MOORE, W. J.; Físico química. Edgard Blucher, 1976.
KITTEL, C.; Introdução à Física do Estado Sólido, 8ª Edição, LTC, 2006.
Turma A1 noturna (Santo André):
Horários: Terças-feiras das 21:00 às 23:00, sala A-103-0
Sextas-feiras das 19:00 às 21:00 (quinzenal II), sala A-103-0
Turma B1 noturna (Santo André):
Horários: Terças-feiras das 19:00 às 21:00, sala A-114-0
Sextas-feiras das 21:00 às 23:00 (quinzenal II), sala A-114-0
Atendimento de Apoio
Terças-feiras, 17:00-19:00
Sala 625-3 (minha sala)
Monitoria
Por vir
Slides das Aulas
Pré-aula: Uso de unidades e Variáveis
Aula 1: Introdução, Corda Vibrante
Aula 2: Repetição da Física Quântica I
Aula 3: Repetição da Física Quântica II: Átomo de Hidrogênio, Sistema Periódico
Aula 4: Moléculas: Teoria da Ligação de Valência
Aula 5: Moléculas: Teoria do Orbital Molecular I
Aula 6: Moléculas: Teoria do Orbital Molecular II: O Princípio Variacional
Aula 7: Interações Intermoleculares
Aula 8: Líquidos Moleculares
Aula 9: Sólidos: Estrutura
Aula 10: Sólidos: Propriedades Elétricas
Aula 11: Sólidos: Demais Propriedades
Moodle da disciplina
No meu canal Youtube
há as vídeo-aulasde 2021 no formato "slides narrados"
nesta playlist,
herança da época online devida à pandemia de COVID-19.
Desde então atualizei as aulas, mas as mudanças foram pequenas e não devem interferir com os estudos.
Listas
Pré-Lista Lista sobre física quântica (repetição, matéria das primeiras aulas; não é necessário fazer o problema 2b, está foro do escopo da disciplina)
Respostas,
Gabarito
Lista 1 (Matéria até a P1; não é necessário fazer o problema 19, está foro do escopo da disciplina)
Gabarito, Figura que pertence à solução do problema 19 a)
Lista 2 (Matéria da P2, ignorem as perguntas 5, 8, 12 e 17b)
Gabarito
Lista "de conhecimento mínimo para passar na disciplina", compilada pelos profs. Javier e Pedro, parte 1
Gabarito da mesma
Lista "de conhecimento mínimo para passar na disciplina", compilada pelos profs. Javier e Pedro, parte 2
Gabarito da mesma
Obs.: A entrega das listas não é obrigatória, mas é recomendável fazé-las para praticar.
Materiais Adicionais
Orbitais do Átomo de Hidrogênio
Slides da aula de Estrutura da Matéria sobre Física Quântica e Átomos
Slides da aula de Estrutura da Matéria sobre Moléculas, Metais e Sais
Lista 1 de 2014-02 (alguns assuntos não são dados desta vez)
Lista 2 de 2014-02 (alguns assuntos não são dados desta vez)
Folha de consulta para Prova 1 (é distribuida na P1)
Folha de consulta para Prova 2 (é distribuida na P2, assim como aquela da P1)
Integrais úteis (é distribuida nas provas)
Enunciados de provas de anos anteriores (para praticar, alguns assuntos não são dados desta vez):
Prova 1 de 2014-01
Prova 2 de 2014-01
Prova Substitutiva de 2014-01
P1 de 2014-02 (SBC)
P1 de 2014-02 (SA)
P2 de 2014-02 (SBC)
P2 de 2014-02 (SA)
Prova 1 de 2017-01
Prova 2 de 2017-01
Avaliações
A avaliação do curso será dada por duas provas (P1 e P2) e 4 testes (T1 a T4, questionários no moodle). As provas valem 40% da nota cada uma e os testes, 5%.
Assim, a nota final será calculada da seguinte maneira: Nf = 0.4*P1 + 0.4*P2 + 0.05*T1 + 0.05*T2 + 0.05*T3 + 0.05*T4
A nota final em caso de recuperação será dada pela média simples
entre a nota final anterior (acima) e a Rec: Nfrec = (Nf+Rec)/2
As datas:
21/02-28/02: Questionário 1 (Introdução, Corda Vibrante, Repetição da Física Quântica, Aulas 1 a 3)
02/03-07/03: Questionário 2 (Moléculas: Teorias da Ligação de Valência e do Orbital Molecular, Aulas 4 a 6)
13/03: Prova 1 (presencial, primeira metade da matéria até Moléculas, aulas 1 a 6)
23/03-28/03: Questionário 3 (Interações Intermoleculares, Líquidos Moleculares, Aulas 7 e 8)
06/04-11/04: Questionário 4 (Sólidos: Estrutura e Propriedades, Aulas 9 a 11)
14/04: Prova 2 (presencial, segunda metade da matéria a partir de Interações Intermoleculares, aulas 7 a 11)
Os testes são de múltipla escolha
no Moodle (Abas Questionário 1 a 4).
Eles estarão abertos por uma semana útil (de segunda a sábado)
e vocês terão duas tentativas para submeter os questionários preenchidos.
Na prova, vocês podem usar uma calculadora. São distribuídas, junto com a prova,
folhas de consulta (vide Materiais Adicionais) com as fórmulas do conteúdo.
O critério de presença é a participação nas duas provas e em pelo menos três dos testes.
Sub*: 24/04
Rec**: a ser combinado (sugestão: 05/05)
Vista de provas: Quando eu estiver na minha sala
(por exemplo, no horário do atendimento, senão é irregular, é melhor combinar por e-mail)
Vista final: terça, 12/05, 17:00-19:00
*A Sub somente servirá os que faltaram justificadamente a uma das provas.
**Tem direito a fazer a Rec quem ficou com conceito final D ou F.
Conceitos:
A: entre 8.5 e 10
B: entre 7 e 8.4
C: entre 5 e 6.9
D: entre 4.5 e 4.9
F: entre 0 e 4.4
Notas das Avaliações
Turma A1
| RA |
T1 |
T2 |
T3 |
T4 |
P1 |
| 11201722176 |
9 |
10 |
9.25 |
9 |
5.5 |
| 11201722713 |
10 |
7 |
7.5 |
- |
2.5 |
| 11201822474 |
10 |
7 |
- |
7 |
- |
| 11202130659 |
7 |
8 |
8.25 |
8 |
6 |
| 11202021610 |
10 |
7 |
9.75 |
6 |
5 |
| 11202130449 |
9 |
7 |
9.25 |
10 |
2.5 |
| 11202231427 |
10 |
7.5 |
9.25 |
8 |
0 |
| 11202130601 |
10 |
10 |
9.5 |
10 |
6.5 |
| 11201811061 |
10 |
8 |
9.25 |
4 |
- |
| 11202231510 |
10 |
- |
9.5 |
9 |
8 |
| 11202230527 |
10 |
9 |
9.25 |
7 |
3 |
| 11201920191 |
10 |
7 |
9.25 |
9 |
7 |
| 11202230780 |
5 |
8 |
6.75 |
6 |
10 |
| 11201811428 |
9 |
7 |
9.75 |
7 |
7 |
| 11202130276 |
10 |
8 |
9.25 |
9 |
4.5 |
| 11202020857 |
10 |
9.5 |
9.25 |
6 |
2 |
| 11202020177 |
10 |
8 |
9.5 |
8 |
4 |
| 11202231766 |
7 |
8 |
9.25 |
9 |
6.5 |
| 11202020266 |
10 |
7 |
6.25 |
5 |
7 |
| 11201920697 |
10 |
10 |
9.25 |
8 |
6.5 |
| 11202020864 |
9 |
7.5 |
9.25 |
10 |
0.5 |
| 11202231949 |
10 |
10 |
8.25 |
- |
7 |
| 11202230575 |
10 |
6.5 |
8.25 |
8 |
10 |
| 11202231476 |
10 |
9.5 |
9.25 |
9 |
4.5 |
| 11202230588 |
10 |
9 |
- |
8 |
4.5 |
| 11202231096 |
10 |
6 |
8 |
5 |
8.5 |
| 11202231193 |
9 |
10 |
9.5 |
10 |
7.5 |
| 11202230717 |
10 |
7 |
9 |
9 |
8.5 |
| 11202131445 |
10 |
10 |
8.25 |
9 |
3 |
| 11202130081 |
10 |
- |
8.25 |
5 |
2.5 |
| 11202230435 |
10 |
7 |
9.25 |
8 |
8.5 |
| 11202020603 |
10 |
10 |
9.5 |
8 |
6 |
| 11201921123 |
10 |
9 |
8.25 |
7 |
0 |
| 11202232102 |
10 |
6 |
10 |
9 |
5 |
| 11202130917 |
10 |
10 |
- |
7 |
7.5 |
| 11202230216 |
10 |
7 |
8.25 |
7 |
8 |
| 11202231335 |
10 |
9 |
9.5 |
9 |
7.5 |
| 11202130606 |
5 |
8 |
6.25 |
5 |
1.5 |
| 11202130718 |
10 |
10 |
- |
7 |
3.5 |
| 11202232356 |
8 |
8.5 |
9.25 |
9 |
6.5 |
| 11202230648 |
10 |
6 |
9.25 |
9 |
7 |
| 11201722537 |
9 |
7 |
8.25 |
7 |
8 |
| 11201822513 |
10 |
10 |
9.5 |
9 |
9 |
| 11202230520 |
7 |
2.5 |
6.25 |
7 |
6 |
| 11202021594 |
10 |
9 |
9.25 |
10 |
6.5 |
| 11202232345 |
10 |
10 |
9.25 |
10 |
5.5 |
| 11201920983 |
10 |
6.5 |
9.75 |
- |
- |
| 11202332330 |
8 |
10 |
- |
8 |
10 |
| 11201811349 |
10 |
5.5 |
8.5 |
- |
2.5 |
| 11202130201 |
8 |
9 |
9.25 |
6 |
6 |
| 11202610160 |
10 |
8 |
9.5 |
6 |
5 |
| 11202111636 |
10 |
7 |
9.25 |
10 |
3 |
| 11202130775 |
9 |
6.5 |
7.25 |
8 |
3.5 |
| 11202232267 |
10 |
10 |
9.25 |
9 |
6 |
| 11201720354 |
8 |
5 |
9.25 |
9 |
7 |
| 11202230838 |
10 |
9 |
- |
10 |
8 |
| 11202231013 |
10 |
7 |
9.25 |
8 |
6.5 |
| 11202130876 |
10 |
10 |
6.5 |
7 |
6.5 |
| 11202231102 |
10 |
8 |
9.75 |
8 |
2.5 |
| 11201920962 |
8 |
10 |
9.25 |
9 |
2 |
| 11202231162 |
9 |
9 |
9.25 |
7 |
5 |
| 11202231986 |
10 |
7 |
9.25 |
- |
9 |
| 11202310011 |
10 |
8 |
9.5 |
8 |
7.5 |
| 11201720218 |
- |
0 |
6 |
1 |
3.5 |
| 11201921788 |
10 |
7 |
9.75 |
10 |
5.5 |
| 11202230233 |
10 |
6 |
6.25 |
9 |
8.5 |
| 11202230488 |
9 |
9 |
9 |
8 |
10 |
| 11202020640 |
10 |
8 |
9.25 |
9 |
6 |
| 11202130765 |
9 |
10 |
9.75 |
9 |
5.5 |
| 11201921222 |
8 |
7 |
9.25 |
9 |
3.5 |
| 11201720976 |
9 |
1.5 |
7.25 |
10 |
4.5 |
| 11202130682 |
10 |
10 |
9.25 |
9 |
5 |
| 11202230750 |
10 |
10 |
9.25 |
9 |
5 |
| 11202021636 |
8 |
8 |
9 |
9 |
9.5 |
| 11202231823 |
10 |
7.5 |
9.25 |
10 |
6 |
| 11202131645 |
10 |
8 |
8.5 |
7 |
6 |
| 11202230544 |
10 |
8 |
10 |
9 |
4 |
| 11202022298 |
10 |
7.5 |
9.5 |
- |
4.5 |
| 11202231076 |
10 |
9.5 |
8.25 |
10 |
6 |
| 11202231274 |
10 |
- |
9.25 |
7 |
1 |
| 11201723019 |
10 |
10 |
7.25 |
8 |
1.5 |
| 11202230426 |
10 |
9 |
9.25 |
8 |
5.5 |
| 11201720608 |
10 |
- |
8.75 |
6 |
- |
| 11201920475 |
10 |
10 |
10 |
9.5 |
7 |
| 11201810028 |
9 |
9 |
9.25 |
9 |
- |
| 11202232158 |
10 |
8 |
9.25 |
9 |
6 |
| 11202111741 |
10 |
9 |
7 |
6 |
1.5 |
Turma B1
| RA |
T1 |
T2 |
T3 |
T4 |
P1 |
| 11202230735 |
10 |
8 |
7.75 |
9 |
9 |
| 11202230736 |
10 |
8 |
9.75 |
10 |
6 |
| 11202210026 |
8 |
4.5 |
8.5 |
10 |
4 |
| 11202230615 |
10 |
8 |
9.25 |
- |
4 |
| 11202020597 |
10 |
10 |
8.25 |
6 |
10 |
| 11202230876 |
10 |
- |
9.25 |
10 |
8.5 |
| 11201720952 |
8 |
5 |
8.25 |
5 |
2.5 |
| 11202230921 |
10 |
9 |
9.25 |
9 |
8.5 |
| 11202231705 |
8 |
- |
8.25 |
3 |
6.5 |
| 11202212394 |
10 |
10 |
10 |
8 |
7 |
| 11201722523 |
10 |
8 |
7.25 |
10 |
5.5 |
| 11201810959 |
4 |
2 |
8.25 |
10 |
6.5 |
| 11202021416 |
- |
5 |
8.75 |
10 |
- |
| 11202230959 |
10 |
10 |
9.25 |
5 |
8 |
| 11201932608 |
10 |
9 |
8.25 |
- |
2.5 |
| 11202021965 |
10 |
10 |
9.25 |
9 |
4 |
| 11119815 |
10 |
7 |
9 |
3 |
1 |
| 11202131857 |
10 |
8 |
8.75 |
9 |
7.5 |
| 11201810211 |
7 |
8 |
9.25 |
8 |
6 |
| 11201921612 |
8 |
9 |
9 |
7 |
10 |
| 11202021038 |
10 |
8 |
7.25 |
8 |
6.5 |
| 11201722344 |
10 |
8 |
7.25 |
6.5 |
10 |
| 11202130251 |
8 |
9 |
8.25 |
- |
3.5 |
| 11201920708 |
7 |
7.5 |
8.75 |
- |
6 |
| 11202020742 |
8 |
5 |
9.25 |
9 |
5 |
| 11201810446 |
7 |
10 |
9.25 |
8 |
3.5 |
| 11201921889 |
7 |
6 |
8.25 |
7 |
6 |
| 11202230631 |
10 |
8 |
9.25 |
6 |
8 |
| 11201920351 |
10 |
10 |
9.25 |
9 |
7.5 |
| 11202111047 |
8 |
6 |
7.25 |
9 |
6.5 |
| 11202130744 |
8 |
9 |
9.25 |
6 |
8 |
| 11202021045 |
9 |
8 |
9.25 |
8 |
1 |
| 11202021063 |
9 |
10 |
9.25 |
8 |
6 |
| 11202230304 |
10 |
- |
9.25 |
9 |
8.5 |
| 11201811467 |
10 |
7 |
9.25 |
8 |
7 |
| 11202022124 |
10 |
8 |
8.25 |
- |
5 |
| 11201921981 |
10 |
10 |
9.25 |
10 |
4 |
| 11202230819 |
10 |
10 |
8 |
9 |
7 |
| 11202131506 |
10 |
8 |
8.75 |
9 |
3 |
| 11202131521 |
10 |
9.5 |
9.75 |
10 |
5.5 |
| 11201921265 |
10 |
9 |
9.25 |
9 |
- |
| 11085213 |
10 |
9.5 |
9.25 |
8 |
8 |
| 11202231793 |
10 |
7 |
9.5 |
- |
6 |
| 11201920801 |
10 |
10 |
8.25 |
8 |
1.5 |
| 11202232346 |
9 |
- |
9.25 |
8 |
6 |
| 11201811743 |
10 |
10 |
9.5 |
9 |
3.5 |
| 11202310017 |
8 |
8 |
7.25 |
8 |
8.5 |
| 11026316 |
8 |
9 |
8.5 |
10 |
5 |
| 11202230611 |
10 |
8.5 |
9.5 |
7 |
6.5 |
| 11202130627 |
10 |
10 |
9.5 |
9 |
4.5 |
| 11202111193 |
10 |
10 |
8.25 |
10 |
10 |
| 11202130878 |
8 |
8 |
- |
7 |
6.5 |
| 11202131900 |
10 |
7.5 |
8 |
10 |
7 |
| 11202130960 |
9 |
8 |
9.25 |
8 |
3.5 |
| 11202130742 |
9 |
10 |
- |
8 |
8 |
| 11202232196 |
9 |
8 |
7.5 |
7 |
5.5 |
| 11202230941 |
- |
4 |
6.5 |
5 |
3.5 |
| 11201920885 |
8 |
10 |
8.25 |
10 |
5.5 |
| 11201920581 |
8 |
8 |
9.25 |
7 |
7.5 |
| 11202131334 |
10 |
10 |
9.75 |
10 |
6 |
| 11202230794 |
8 |
8 |
9.25 |
8 |
2 |
| 11202230301 |
10 |
10 |
9.25 |
7 |
8.5 |
| 11201720672 |
8 |
10 |
10 |
8 |
6 |
| 11202020778 |
9 |
10 |
10 |
10 |
9.5 |
| 11201810550 |
10 |
9 |
9 |
9 |
- |
| 11202231120 |
5 |
7 |
6.75 |
6 |
8.5 |
| 11202020882 |
8 |
10 |
9.5 |
7 |
7 |
| 11202130324 |
10 |
10 |
10 |
8 |
- |
| 11202421589 |
10 |
9 |
9 |
5 |
5 |
| 11202130435 |
10 |
10 |
8.25 |
9 |
6.5 |
| 11063914 |
8 |
5 |
9 |
10 |
4.5 |
| 11202020651 |
8 |
9 |
8.5 |
- |
5 |
| 11202130451 |
7 |
9 |
- |
8 |
6.5 |
| 11201921213 |
10 |
10 |
9.25 |
7 |
7.5 |
| 11049412 |
10 |
8 |
7.25 |
9 |
7 |
| 11202232134 |
10 |
9.5 |
8.75 |
6 |
9.5 |
| 11202212404 |
8 |
10 |
8.25 |
7 |
5.5 |