modelos atômicos jaque

Num sistema fechado, a massa total das substâncias, antes da transformação química, é igual à massa total após a transformação.

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

Se uma massa fixa de um elemento se combina com massas diferentes de um segundo elemento, para formar compostos diferentes, estas massas (diferentes) estão entre si numa relação de números inteiros pequenos.

Em 1808, John Dalton a partir da idéia filosófica de átomo estabelecida por Leucipo e Demócrito, realizou experimentos fundamentados nas Leis Ponderais e propôs uma Teoria Atômica.

• Tudo que existe na natureza é composto por diminutas partículas denominadas átomos;• Os átomos são indivisíveis e indestrutíveis;• Existe um número pequeno de átomos diferentes na natureza;• Reunindo átomos iguais ou diferentes nas variadas proporções, podemos formar todas as substâncias do universo conhecidas;

Raios catódicos são corpusculares, pois quando interceptam um molinete de mica, este entra em rotação.

Raios catódicos são constituídos de partículas com carga elétrica, pois são desviados por um campo elétrico e magnético e, pelo sentido do desvio, as partículas são negativas sendo denominadas de elétrons.

Conclusões:

No final do século XIX, Joseph John Thomson, através dos experimentos de descargas elétricas em alto vácuo, sugeriu um modelo de átomo em que o átomo fosse maciço, esférico, descontínuo, formado por um fluido com carga elétrica positiva, no qual estariam dispersos os elétrons com carga negativa uniformemente, que neutralizam totalmente as cargas positivas do fluido. O próprio Thomson associou o seu modelo a um “pudim de passas”.

• Os raios canais são constituídos por partículas positivas denominadas prótons;• A massa das partículas constituintes dos raios canais é aproximadamente igual à massa das moléculas do gás residual (gás contido no interior da ampola de Goldstein);• Quando o gás residual é o hidrogênio, a massa das partículas dos raios canais é a menor e aproximadamente 1836 vezes maior que a massa do elétron, e a carga dessas partículas é igual à do elétron, com sinal contrário.

Em 1886, Goldstein obteve os raios canais, que se propagam em sentido oposto ao dos raios catódicos. Experiências posteriores mostram que:

No final do século XIX, o físico neozolandês Ernest Rutherford foi convencido por J.J. Thomson a trabalhar com o fenômeno então recentemente descoberto: a radioatividade.

Resultado esperado em relação ao modelo de Thomson

Esperava-se que todas as partículas α atravessassem a lâmina de ouro, sofrendo pequenos desvios.

•A maioria das partículas α atravessou a lâmina de ouro sem sofrer desvio em sua trajetória.

• Algumas partículas α (poucas) atravessaram a lâmina sofrendo grandes desvios na trajetória inicial.

• A minoria das partículas α foi rebatida.

Resultado obtido por Rutherford e seus colaboradores Geiger e Marsden:

Interpretação dos resultados experimentais

• O átomo contém imensos espaços vazios.

• No centro do átomo existe um núcleo muito pequeno e denso.

• O núcleo do átomo tem carga positiva, uma vez que as partículas α (positivas) foram repelidas ao passar perto do núcleo.

• Para equilibrar a carga positiva, existem os elétrons ao redor do núcleo.

Átomo de Rutherford

Trajetória das partículas α

Chadwick (1932) – determinou a presença de nêutrons

Falha do modelo de Rutherford: segundo a mecânica clássica, que admitia que uma partícula elétrica em movimento emitia energia, a progressiva redução da energia do elétron provocaria a gradativa diminuição do raio da órbita e faria com que ele caísse no núcleo.

Como o átomo é uma estrutura estável, NielsBohr afirmou que os fenômenos atômicos não poderiam ser explicados pelas Leis da Física Clássica e formulou uma teoria (1913) sobre o movimento dos elétrons, fundamentado na Teoria Quântica da Radiação (1900) de Max Planck.

Em 1900, Max Planck, físico alemão, descobriu que átomos ou moléculas absorviam ou emitiam energia apenas em quantidades discretas, ou seja, em parcelas pequenas e muito bem definidas. Definiu o conceito de QUANTUM como sendo a quantidade de energia que pode ser emitida ou absorvida na forma de radiação eletromagnética. Acabara de conceber a idéia de energia DESCONTíNUA, ou quantizada. Albert Einstein, em 1905, chamou os quanta de Planck de photons (fótons).

Para Bohr, os elétrons giram em torno do núcleo de forma circular e com diferentes níveis de energia.

Postulados de Bohr:- O átomo possui um núcleo positivo que está rodeado por cargas negativas; - A eletrosfera está dividida em camadas ou níveis eletrônicos, e os elétrons nessas camadas, apresentam energia constante; - Em sua camada de origem (camada estacionária) a energia é constante, mas o elétron pode mudar para uma camada mais externa, sendo que, para tal é necessário que ele ganhe energia externa;

- Um elétron que mudou para uma camada de maior energia fica instável e tende a voltar a sua camada de origem; nesta volta ele devolve a mesma quantidade de energia que havia ganho para o salto e emite um fóton de luz.

A energia recebida corresponde a um quantum e é dada por E = h x f E = energia do quantum h = constante de Planck f = freqüência da radiação

A teoria de Bohr fornece uma explicação para o espectro do hidrogênio. O espectro de emissão do hidrogênio é descontínuo. Observam-se, na zona do visível, uma risca vermelha, uma azul, uma anil e outra violeta (por ordem crescente de energia).

As riscas nos espectros devem-se à desexcitação, isto é, os eletrons emitem radiação quando regressam a níveis de energia mais baixos.

Aplicação do Modelo de Bohr: Teste de Chama O teste de chama é uma técnica utilizada para a identificação de certos átomos ou íons presentes em substâncias.

O teste de chama é baseado no fato de que quando uma certa quantidade de energia é fornecida a um determinado elemento químico (no caso da chama, energia em forma de calor), alguns elétrons da última camada de valência absorvem esta energia passando para um nível de eenrgia mais elevado, produzindo o que chamamos de estado excitado. Quando um desses elétrons excitados retorna ao estado fundamental, ele libera a energia recebida anteriormente em forma de radiação.

Sommerfeld sugeriu que as órbitas fossem elípticas, pois em uma elipse há diferentes excentricidades (distância do centro), gerando energias diferentes para uma mesma camada.

Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld concluiu que os elétrons de um mesmo nível, ocupam órbitas de trajetórias diferentes (circulares e elípticas) a que denominou de subníveis, que podem ser de quatro tipos: s , p , d , f .

O modelo atômico atual é um modelo matemático- probabilístico que se baseia em dois princípios: -Princípio da Incerteza de Heisenberg: é impossível determinar com precisão a posição e a velocidade de um elétron num mesmo instante. -Pricípio da Dualidade de De Broglie: o elétron apresenta característica DUAL, ou seja, comporta-se como matéria e energia sendo uma partícula-onda.

Erwin Schröndinger (1887 - 1961) baseado nestes dois princípios criou o conceito de Orbital.

Orbital é a região onde é mais provável encontrar um életron.

O subnível s é constituído de um só orbital

O subnível p é constituído de 3 orbitais

O subnível d é constituído por 5 orbitais

O subnível f é constituído por 7 orbitais

Em um mesmo orbital podem existir até dois elétrons.

FIM