A

constituição

da matéria

O ÁTOMO

Questões energéticas,

ambientais, biológicas,

químicas e físicas passam

primeiro pelo estudo do

ÁTOMO.

Como surgiu a ideia do átomo?

➢ Explicar a natureza e a sua constituição - MATÉRIA.

Modelo Atômico de DALTON

Século XIX – John Dalton

➢ Retomou a ideia do átomo.

➢ Por meio de observações Dalton acreditou que o

átomo seria a partícula elementar, a menor unidade de

matéria.

➢ Para Dalton os átomos eram esferas minúsculas, rígidas

e indestruríveis.

➢Modelo conhecido “BOLA de BILHAR”.

✓ Os postulados de Dalton era baseado nas Leis

Ponderais de Lavoisier e Proust .

Modelo de Dalton

“Na natureza, nada se perde, nada se cria, tudo se transforma.”

✓ Para que reação que ocorra em sistema fechado, a massa

total dos regentes é sempre igual a massa total dos produtos,

quaisquer que sejam as transformações que venham a ocorrer.

✓ Dalton, por sua vez, propôs que a matéria é formada por

átomos que não podem ser criados nem destruídos.

✓ Isso leva à seguinte conclusão lógica: se o número de átomos

permanece constante durante uma reação, então a massa

do sistema também se manterá constante.

➢ Para Dalton o que acontecia era um rearranjo dos átomos, em

combinações diferentes originando substâncias diferentes.

Lei das Proporções Constantes (Lei de Proust)

“Toda substância apresenta uma proporção em

massa constante na sua composição.”

Se desejarmos obter duas moléculas de CO2 deveremos usar o dobro

das quantidades, tanto de carbono como de oxigênio.

Os principais postulados da teoria de Dalton são:Os principais postulados da teoria de Dalton são:

1. “Toda matéria é composta por minúsculas partículas chamadas átomos”. Ou seja, Átomos são partículas muito pequenas, maciças e indivisíveis.

2. “Os átomos de um determinado elemento são idênticos em massa e apresentam as mesmas propriedades e diferentes elementos são constituídos de diferentes tipos de átomos.

3. “Átomos são permanentes e indivisíveis e não podem ser criados, nem destruídos”. As reações químicas comuns não passam de uma reorganização dos átomos. Ou seja, Átomos são indestrutíveis e as reações químicas não passam de reorganizações desses átomos.

4. “Os compostos são formados pela combinação de átomos de elementos diferentes em proporções fixas.

Limitações do Modelo de Dalton

➢ Não conseguiu explicar a natureza elétrica dos

materiais.

➢ Final do séc. XIX o britânico Joseph John

Thomson chegou a uma conclusão para

explicar a natureza elétrica da matéria.

Que já havia sido descoberta

Em 1831, após uma série de experiência em

eletrólise, Faraday conclui que a

ELETRICIDADE ESTAVA RELACIONADA À

EXISTÊNCIA DE ALGUMA PARTÍCULA

Michael

Faraday

(FIS/QUI)

Em 1891, o físico irlandês

George Stoney

propôs o nome ELÉTRON para

a unidade de eletricidade.

Neste momento ainda não era

compravada a exitência

do elétron.

Foram os estudos do

cientista inglês William

Crooks que permitiram

tal identificação desta

partícula

Para isso ele criou a

AMPOLA de CROOKS

Nesta ampola, que também é

chamada de TUBO, contém

um gás ou ar à baixa pressão

Quando submetido à corrente

elétrica oberva-se a produção

de raios luminosos

Estes raios luminosos

“caminham”do polo negativo(-) para

o polo positivo (+)

Esses raios foram chamados

de RAIOS CATÓDICOS

Joseph

John

THOMSON

Foi quando em 1903, o físico inglês

Thomson utilizou os tubos de raios

catódicos (ampola de Crooks) e

realizou a seguinte experiência:

Inseriu dois polos na região da ampola

onde passavam os raios catódicos

e obervou que estes sofriam desvio na

direção do polo POSITIVO.

O modelo de átomo de Thomson ficou conhecido como sendo

comparado a um panetone, em que a massa seria a carga

positiva do átomo e as frutas cristalizadas a carga negativa do

átomo.

O modelo atômico de Thomson representou um

grande avanço, principalmente ao indicar a

existência dos elétrons. Contudo, seu modelo não

era suficiente para explicar outros dados

experimentais já conhecidosOutra evidência da existência

do elétron foi dada pelo físico

Millikan que inclusive determinou

a carga e foi agraciado com o Nobel

de Física de 1923.Robert A.

Millikan

Carga do

elétron:

1,6 x 10-19 c

✓ Em 1911, o neozelandês Ernest

Rutherford realizou uma importante

experiência com o polônio capaz de

emitir partículas alfa α (carga positiva).

Modelo Rutherford (séc. XX)

Modelo atômico de Bohr

De acordo com o modelo atômico proposto por Rutherford, oselétrons ao girarem ao redor do núcleo, com o tempo perderiamenergia, e se chocariam com o mesmo. Como o átomo é umaestrutura estável, Niels Bohr formulou uma teoria (1913) sobre omovimento dos elétrons, fundamentado na Teoria Quântica daRadiação (1900) de Max Planck.

A teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes postulados:

1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionáriasao redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia.

.

Bohr

Modelo atômico de Bohr

2º postulado: Fornecendo energia (elétrica, térmica,....) a um átomo, um ou mais elétrons a absorvem esaltam para níveis mais afastados do núcleo. Aovoltarem as suas órbitas originais, devolvem a energiarecebida em forma de luz (fenômeno observado,tomando como exemplo, uma barra de fero aquecidaao rubro).

✓ Camadas (7 camadas )

✓ K,L,M,N,O P,Q

✓Átomo apresenta

núcleo pequeno

carregado

positivamente,

cercado por

elétrons em sua

órbita.

Refinamentos da teoria de Bohr

Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld em 1916, observouque os níveis (K, L, M, N, O, P, Q) se dividia em subníveis(regiões menores s, p, d, f) e que os elétrons de ummesmo nível, ocupam órbitas de trajetórias diferentes(circulares e elípticas) concluiu obtendo assim omodelo-Sommerfeld

Sommerfeld

Modelo atomico atual (quantico)

O modelo proposto por Bohr trouxe um avanço ao considerar níveisquantizados de energia, mas ainda apresentava inúmeros problemas. Muitacoisa permanecia sem explicação.

O modelo atômico atual resulta do aprimoramento de modelos elaboradosao longo do século XIX e XX, é um modelo matemático- probabilístico quese baseia em dois princípios:

• A dualidade partícula-onda

do elétron (Broglie) Em 1924.

Broglie

Modelo atomico atual (quântico)

• O princípio da incerteza de Heisenberg - Em 1927. impossíveldeterminar a posição e a velocidade de um elétron num mesmoinstante.

Heisenberg

Equação de Heisenberg

Mecânica ondulatória Erwin Shrödinger, em 1933.Probabilidade de encontrar um elétron girando emtorno do átomo.

Shrödinger

Modelo atômico atual (quantico)

Diagrama de Linus Pauling e regra de Hund.

(décadas de 30 e 40)

Linus Pauling

Friedrich Hund

O modelo atômico atual considera que os

elétrons se encontra ao redor do núcleo em uma

região denominada orbital.

O átomo

Considerações sobre o modelo atômico

atual.

Cronograma da evolução das teorias do átomo Ano (período) Acontecimento histórico

460 à 370 a.C. Demócrito e Leucipo

(476 à 1453) Idade media,

XII e XIV

Surgimento da alquimia

Ente os Século XVII e XX (Boyle, Lavoisier, Proust, etc.

1803 Dalton

1887 Thomson

1911 Rutherford

1913 Bohr

1916 Refinamento pôr Sommerfeld

1924 Broglie – dualidade- novo modelo

1927 Heisenberg – incerteza- novo

mod.

1933 Shrödinger-função de onda-

novo

Entre 1930 e 1940 Pauling e Hund- distribuição elét.

O que é Modelo Atômico?

Os modelos atômicos são teoria baseadas

na experimentação feita por cientistas

para explicar como é o átomo.

Os modelos não existem na natureza. São

apenas explicações para mostrar o porquê

de um fenômeno. Muitos cientistas

desenvolveram suas teorias. Com o passar

dos tempos, os modelos foram evoluindo

até chegar ao modelo atual.

CONSTITUIÇÃO DA

MATÉRIA

ÁTOMOS E ELEMENTO QUÍMICO

Constituição da matéria - ÁTOMOS

Do grego átomo: a negação; tomodivisível

✓ Átomo era necessariamente

NEUTRO;

✓ Número de elétrons = número

de prótons;

✓Essa característica foi denominada

Número atômico (Z).

✓ O modelo de Rutherford permitiu

identificar que a principal característica do

átomo é a quantidade de prótons no seu

núcleo;

ELEMENTO QUÍMICO

“Conjunto de átomos que apresenta o

mesmo número de prótons.”

✓ A grandeza que mede a quantidade

de prótons é denominada Número

Atômico.

Para identificar um elemento químico fora da

Tabela Periódica, costuma-se colocar o símbolo do

elemento no centro, número de massa (A) na parte

superior e o número atômico (Z) na parte inferior. A

figura abaixo mostra como isso pode ser feito para

representar um elemento químico:

Essa representação está de acordo com as normas

da União da Química Pura e Aplicada (IUPAC).

✓Átomos quimicamente iguais tinham o

mesmo Número Atômico (Z) isto é, o

mesmo número de prótons mas

podiam ter massas diferentes por

diferença no número de nêutrons

que existiam em seu núcleo.

RESUMINDO