1. PROFESSOR: RODRIGO ALMEIDA DE AZEVEDO DISCIPLINA: QUMICA 3 ANO DO ENSINO MDIO 2. INTRODUO ATOMSTICA : A EVOLUO DOS MODELOS ATMICOS AULAS 01 E 02 3. Demcrito (470-360 a.C.) Evoluo dos Modelos Atmicos 1. A matria NO pode ser dividida infinitamente. Demcrito e a ideia de tomo do Ensino Fundamental Leucipo (sc. V a.C.) 3. Este limite seriam partculas bastante pequenas que no poderiam mais ser divididas, os TOMOS INDIVISVEIS. 2. A matria tem um limite com as caractersticas do todo. 4. Aristteles rejeita o modelo de Demcrito Aristteles (384 a.C. - 322 a.C.) AR Imagem: Michael Jastremski / Creative FOGO Imagem: Janne Karaste / GNU Free do Ensino Fundamental Aristteles acreditava que toda matria era contnua e composta por quatro elementos: AR, GUA, TERRA e FOGO. O Modelo de Demcrito permaneceu na sombra durante mais de 20 sculos. Imagem: Michael Jastremski / Creative Commons Attribution 1.0 Generic. Imagem: Janne Karaste / GNU Free Documentation License. TERRA Imagem: Thorsten Hartmann / GNU Free Documentation License. GUA Imagem: Romeo Koitme / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. Imagem: Raphael / Disponibilizado por Web Gallery of Art / School of Athens, 1750 / Stanza della Segnatura, Vaticano / domnio pblico. 5. Modelo Atmico de Dalton (Modelo da Bola de Bilhar) As ideias de Demcrito permaneceram inalteradas por aproximadamente 2200 anos. Em 1808, Dalton retomou-as sob uma nova perspectiva: A EXPERIMENTAO. 1. Os tomos so esfricos, macios, indivisveis e indestrutveis. 2. Os tomos de elementos diferentes tm massas John Dalton (1766 - 1844) do Ensino Fundamental No explicou a Eletricidade nem a Radioatividade. diferentes. 3. Os diferentes tomos se combinam em vrias propores, formando novas substncias. 4. Os tomos no so criados nem destrudos, apenas trocam de parceiros para produzirem novas substncias. PROBLEMAS DO MODELO 6. Dalton 6 7. Modelo Bola de bilhar Esfera macia indestrutvel Dalton 7 Esfera homognea 8. Modelo Atmico de Thomson (Modelo do Pudim de Passas) Thomson props que o tomo seria uma espcie de bolha gelatinosa, completamente macia na qual haveria a totalidade da carga POSITIVA homogeneamente distribuda. do Ensino Fundamental J. J. Thomson (1856-1909) O Modelo Atmico de Thomson foi derrubado em 1908 por Ernerst Rutherford. Incrustada nessa gelatina estariam os Eltrons de carga NEGATIVA. A Carga total do tomo seria igual a zero. 9. Thomson 9 10. Thomson 10 11. Thomson 11 Modelo pudim de passas 12. Thomson Tubo de Raios Catdicos 13. Exemplo de um Tubo de Raios Catdicos 13 14. Thomson Modelo pudim de passas Descobriu o eltron. 14 Descobriu o eltron. Tubos de raios catdicos. 15. A Radioatividade e a derrubada do Modelo de Thomson W. K. Rntgen (1845 - 1923) Rntgen estudava raios emitidos pela ampola de Crookes. Repentinamente, notou que raios desconhecidos saam dessa ampola, atravessavam corpos e impressionavam chapas fotogrficas. Como os raios eram desconhecidos, chamou-os de RAIOS-X. Imagem:autordesconhecido/domniopblico. do Ensino Fundamental Henri Becquerel (1852-1908) Becquerel tentava relacionar fosforescncia de minerais base de urnio com os raios X. Pensou que dependiam da luz solar. Num dia nublado, guardou uma amostra de urnio numa gaveta embrulhada em papel preto e espesso. Mesmo assim, revelou uma chapa fotogrfica. Iniciam-se, portanto, os estudos relacionados RADIOATIVIDADE. Imagem:autordesconhecido/domniopblico. 16. Casal Curie e a Radioatividade Pierre Curie (1859 1906) O casal Curie formou uma notvel parceria e fez grandes descobertas, como o polnio, em homenagem terra natal de Marie, e o rdio, de radioatividade, ambos de importncia fundamental no grande avano que seus estudos imprimiram ao conhecimento da estrutura da matria. http://www.biomania.com.br/bio/conteudo.asp?cod=2748 /domniopblico. do Ensino Fundamental Marie Curie(1867 1934) Ernest Rutherford, Convencido por J. J. Thomson, comea a pesquisar materiais radioativos e, aos 26 anos de idade, notou que havia dois tipos de radiao: Uma positiva (alfa) e outra negativa (beta). Assim, inicia-se o processo para determinao do NOVO MODELO ATMICO. Imagem:desconhecido/domniopblico. Imagem:Sarang/domniopblico. 17. Ernest Rutherford (1871 - 1937) Experimento de Rutherford Como o tomo, segundo Thomson, era uma espcie de Rutherford prope a dois de seus alunos - Johannes Hans Wilhelm Geiger e Ernerst Marsden - que bombardeassem finas folhas de metais com as partculas alfa, a fim de comprovar, ou no, a validade do modelo atmico de Thomson. Caso o Modelo de Thomson estivesse CORRETO... Como o tomo, segundo Thomson, era uma espcie de bolha gelatinosa, completamente neutra, no momento em que as partculas Alfa (numa velocidade muito grande) colidissem com esses tomos, passariam direto, podendo sofrer pequenssimos desvios de sua trajetria. Feixe de radiao alfa Bloco de chumbo Com orifcio Bloco de chumbo Polnio Lmina extremamente fina de ouro Manchas fotogrficas Papel fotogrfico 18. Rutherford 19. A maioria das partculas alfa atravessam a lmina de ouro sem sofrer desvios. Algumas partculas alfa sofreram desvios de at 90 ao atravessar a lmina de ouro. O que Rutherford observou do Ensino Fundamental Ernest Rutherford (1871 - 1937) Algumas partculas alfa RETORNARAM. Ento, como explicar esse fato? 20. 20 Modelo Planetrio 21. Proposta de Rutherford para explicar as observaes do laboratrio Para que uma partcula alfa pudesse inverter sua trajetria, deveria encontrar uma carga positiva bastante concentrada na regio central (o NCLEO), com massa bastante pronunciada. Rutherford props que o NCLEO, Modelo Planetrio Rutherford props que o NCLEO, conteria toda a massa do tomo, assim como a totalidade da carga positiva (chamadas de PRTONS). Os eltrons estariam girando circularmente ao redor desse ncleo, numa regio chamada de ELETROSFERA. Sistema Solar Surge assim, o TOMO NUCLEAR! 22. O problema do Modelo Atmico de Rutherford Para os fsicos, toda carga eltrica em movimento, como os eltrons, perde energia na forma de luz, diminuindo sua energia cintica e a consequente atrao entre prtons e eltrons faria com que houvesse uma coliso entre eles, destruindo o tomo. ALGO QUE NO OCORRE.tomo. ALGO QUE NO OCORRE. By Prof. Leandro Lima Energia Perdida - LUZ Portanto, o Modelo Atmico de Rutherford, mesmo explicando o que foi observado no laboratrio, apresenta uma INCORREO. 23. Rutherford Modelo Planetrio Descobriu o ncleo. 23 tomo imenso vazio. Ncleo 10.000 x menor que o tomo. 24. Dalton Thomson Bola de bilhar Esfera macia Homognea Indestrutvel Pudim de passas Tubos de raios catdicos Resumo Copiar !!! 24 Thomson Rutherford Tubos de raios catdicos Descobriu o eltron. Planetrio Descobriu o ncleo tomo imenso vazio Ncleo 10.000 x menor que o tomo 25. Estudava espectros de emisso do gs hidrognio. O gs hidrognio aprisionado numa ampola submetida a alta diferena de potencial emitia luz vermelha. Modelo Atmico de Bohr Niels Bohr (1885-1962) lmpada Ao passar por um prisma, essa luz se subdividia em diferentes comprimentos de onda e frequncia, caracterizando um ESPECTRO LUMINOSO DESCONTNUO. espectro espectro Tubo contendo hidrognio 26. Postulados de Bohr 1. A ELETROSFERA est dividida em CAMADAS ou NVEIS DE ENERGIA (K, L, M, N, O, P e Q), e os eltrons nessas camadas, apresentam energia constante. 2. Em sua camada de origem (camada2. Em sua camada de origem (camada estacionria), a energia constante, mas o eltron pode saltar para uma camada mais externa, sendo que, para tal, necessrio que ele ganhe energia externa. 3. Um eltron que saltou para uma camada de maior energia fica instvel e tende a voltar a sua camada de origem. Nesta volta, ele devolve a mesma quantidade de energia que havia ganhado para o salto e emite um FTON DE LUZ. Aumentar a energia das orbitais Um fton emitido com energia E = hf 27. Modelo com Nveis de energia (1913) K L M N O P Q ) ) ) ) ) ) )) ) ) ) ) ) ) Ncleo Eletrosfera 28. Se o ncleo formado de partculas positivas, os prtons,partculas positivas, os prtons, por que elas no se repelem? 29. James Chadwick (1891 - 1974) A descoberta do Nutron Partculas do tomo Os prtons tm carga eltrica positiva, os eltrons carga negativa e os nutrons no tm carga nenhuma. Nutrons Prtons do Ensino Fundamental Em 1932, James Chadwick descobriu a partcula do ncleo atmico responsvel pela sua ESTABILIDADE, que passou a ser conhecida por NUTRON, devido ao fato de no ter carga eltrica. Por essa descoberta ganhou o Prmio Nobel de Fsica em 1935. Eltrons Ncleo 30. A. J. W. Sommerfeld (1868 1951) Modelo Atmico de Sommerfeld Cincias, 9 Ano do Ensino Fundamental Estudo do tomo e modelos Descobriu que os nveis energticos so compostos por SUBNVEIS DE ENERGIA (s, p, d, f) e que os eltrons percorrem RBITAS ELPTICAS na eletrosfera, ao invs de circulares. 31. Diagrama de Linus Pauling Linus Pauling (1901 1994) Subnvel Nmero mximo de eltrons s 2 p 6 d 10 f 14 /domniopblico. 1s 2s 3s 4s 5s 2p 3p 4p 5p 3d 4d 5d 4f 5f do Ensino Fundamental Linus Pauling criou um diagrama para auxiliar na distribuio dos eltrons pelos subnveis da eletrosfera. f 14 Neste caso, o 3 representa o NVEL ENERGTICO (CAMADA ELETRNICA). O s representa o SUBNVEL ENERGTICO. O 2 representa o NMERO DE ELTRONS na camada. O que representa cada nmero desse? Por exemplo: 3s Imagem:NobelFoundation/domniopblico. 6s 7s 6p 7p 6d 6101426101426102610262622 7p6d5f7s6p5d4f6s5p4d5s4p3d4s3p3s2p2s1s 32. Determine a distribuio eletrnica do elemento qumico Cloro (Cl) Exemplo de Aplicao Como o Cloro possui nmero atmico z = 17, o nmero de prtons tambm p = 17. E como ele est neutro, o nmero de eltrons vale e = 17. do Ensino Fundamental Fazendo a distribuio pelo diagrama de Linus Pauling, temos: Cl17 O ltimo termo representa a CAMADA DE VALNCIA (NVEL MAIS ENERGTICO DO TOMO). Neste caso, a 3 Camada (camada M) a mais energtica. 33. Louis de Broglie - DUALIDADE DA MATRIA: Toda e qualquer massa pode se comportar como onda. Louis de Broglie (1892 1987) Schrdinger ORBITAIS: Desenvolve o "MODELO QUNTICO DO TOMO" ou "MODELO PROBABILSTICO", Erwin Schrdinger (1887 1961) Modelo Atmico Atual Schrdinger ORBITAIS: Desenvolve o "MODELO QUNTICO DO TOMO" ou "MODELO PROBABILSTICO", colocando uma equao matemtica (EQUAO DE ONDA) para o clculo da probabilidade de encontrar um eltron girando em uma regio do espao denominada "ORBITAL ATMICO". Heisenberg - PRINCPIO DA INCERTEZA: impossvel determinar ao mesmo tempo a posio e a velocidade do eltron. Se determinarmos sua posio, no saberemos a medida da sua velocidade e vice-versa. Werner Heisenberg (1901-1976) 34. 5 BORO 42 HLIO Identificando o tomo do Ensino Fundamental Ao conjunto de tomos com o mesmo nmero atmico, damos o nome de ELEMENTO QUMICO. Os diferentes tipos de tomos (elementos qumicos) so identificados pela quantidade de prtons (P) que possuem 35. Nmero de Massa (A) a SOMA do nmero de PRTONS (p), ou NMERO ATMICO (z), e o nmero de NUTRONS (n). ou A Massa atmica est do Ensino Fundamental A Massa atmica est praticamente toda concentrada no ncleo, visto que a massa do eltron desprezvel se comparada com a do prton ou a do nutron. 36. XZ A XZ A ou Representao de um Elemento Qumico De acordo com a IUPAC (Unio Internacional de Qumica Pura e Aplicada), devemos indicar o nmero atmico (Z) e o nmero de massa (A), junto ao smbolo de um elemento qumico ao represent-lo. EXEMPLOS Fe 56 do Ensino Fundamental C6 12 Cl17 35 EXEMPLOS NOME DO ELEMENTO Carbono Ferro Cloro NMERO DE MASSA (A) 12 56 35 NMERO ATMICO (z) 6 26 17 NMERO DE PRTONS (p) 6 26 17 NMERO DE ELTRONS (e) 6 26 17 NMERO DE NUTRONS (n) 6 30 18 Fe26 56 37. Prton+ Be4 8 2+ on CTION PERDEU dois eltrons ficou POSITIVO ons Elementos qumicos que possuem nmeros diferentes de prtons e eltrons, perderam ou ganharam eltrons, gerando uma diferena de cargas. do Ensino Fundamental Prton+ Nutron0 Eltron ++ ++ POSITIVO + + + + + ++ + on NION GANHOU dois eltrons ficou NEGATIVO O8 16 2 38. Elementos ISTOPOS Elementos qumicos com os MESMOS NMEROS ATMICOS, porm com NMEROS DE MASSA DIFERENTES (pois possuem diferentes nmeros de nutrons). Cl 35 Cl 37 EXEMPLO do Ensino Fundamental NOME DO ELEMENTO Cloro Cloro NMERO DE MASSA (A) 35 37 NMERO ATMICO (z) 17 17 NMERO DE PRTONS (p) 17 17 NMERO DE ELTRONS (e) 17 17 NMERO DE NUTRONS (n) 18 20 Cl17 Cl17 EXEMPLO 39. Alguns istopos recebem nomes diferentes entre si. EXEMPLO NOME DO ELEMENTO Hidrognio 1 Hidrognio 2 Hidrognio 3 H1 1 H1 2 H1 3 do Ensino Fundamental NOME DO ELEMENTO Hidrognio 1 Hidrognio 2 Hidrognio 3 NOME ESPECIAL MONOTRIO DEUTRIO TRITRIO Hidrognio leve Hidrognio pesado Trtio NMERO DE MASSA (A) 1 2 3 NMERO ATMICO (z) 1 1 1 NMERO DE PRTONS (p) 1 1 1 NMERO DE ELTRONS (e) 1 1 1 NMERO DE NUTRONS (n) 0 1 2 Dentre outros exemplos, podemos citar o Carbono (C) e o Fsforo (P). 40. Elementos ISBAROS Elementos qumicos com os MESMOS NMEROS DE MASSA, porm com NMEROS ATMICOS DIFERENTES. 40 EXEMPLO do Ensino Fundamental NOME DO ELEMENTO Clcio Potssio NMERO DE MASSA (A) 40 40 NMERO ATMICO (z) 20 19 NMERO DE PRTONS (p) 20 19 NMERO DE ELTRONS (e) 20 19 NMERO DE NUTRONS (n) 20 21 Ca20 40 K19 40EXEMPLO 41. Elementos ISTONOS Elementos qumicos com os MESMOS NMEROS DE NUTRONS, porm com NMEROS ATMICOS e NMEROS DE MASSA DIFERENTES. Ca 40 K 39 EXEMPLO do Ensino Fundamental NOME DO ELEMENTO Clcio Potssio NMERO DE MASSA (A) 40 39 NMERO ATMICO (z) 20 19 NMERO DE PRTONS (p) 20 19 NMERO DE ELTRONS (e) 20 19 NMERO DE NUTRONS (n) 20 20 Ca20 K19EXEMPLO 42. tomos ISOELETRNICOS Elementos qumicos com os MESMOS NMEROS DE ELTRONS. EXEMPLO Ne 20 Na 23 + 2- do Ensino Fundamental NOME DO ELEMENTO Sdio Oxignio Nenio NMERO DE MASSA (A) 23 16 20 NMERO ATMICO (z) 11 8 10 NMERO DE PRTONS (p) 11 8 10 NMERO DE ELTRONS (e) 10 10 10 NMERO DE NUTRONS (n) 12 8 10 EXEMPLO Ne10 Na11 + O8 16 2- 43. Nome Regio do tomo Smbolo Carga (C) Massa relativa ao prton Massa (g) Principais Caractersticas das Partculas Elementares do tomo Prton Nutron 1.836 Prton do Ensino Fundamental tomo ao prton Eltron Eletrosfera e -1,6x10-19 1/1840 9,11x10-28 Prton Ncleo p 1,6x10-19 1 1,67x10-24 Nutron Ncleo n 0 1 1,67x10-24 1.836 eltrons Nutron 1.836 eltrons 44. 45 45. OBRIGADO!!!!! FIM