MODELOSMODELOS

ATÔMICOSATÔMICOS

Aulas de Física QuânticaAulas de Física Quântica

ORIGEM DA MATÉRIAORIGEM DA MATÉRIA

Há muito tempo, desde a pré-história, o homem busca organizar e utilizar os diversos tipos de materiais, com base em suas características...

Na Grécia Antiga, Tales de Mileto, iniciou as observações referentes à matéria...e, com base em análises, chegou a conclusão que tudo originava-se de um “Elemento Único”...

A partir de Tales, iniciou-se a História do Elemento que constituía toda a matéria... até chegarem a idéia sobre o Átomo...

ORIGEM DA MATÉRIAORIGEM DA MATÉRIA

Vamos pensar à respeito...

Quando olhamos em torno e nos deparamos com a incrível diversidade do mundo natural, das múltiplas formas que os objetos assumem, das texturas, da variedade de materiais e substâncias, da areia às nuvens, das flores às baleias, parece impossível imaginar que existe uma ordem por trás disso tudo, que todas as formas de matéria são compostas por menos de 100 tipos de blocos fundamentais...

Mas é assim. E é assim não só aqui na Terra como também pelo Universo afora: os planetas e suas luas, os cometas e os asteróides, as estrelas, as nebulosas e as galáxias, todos os objetos que encontramos até agora são feitos dos mesmos blocos fundamentais, chamados átomosátomos.

ORIGEM DA MATÉRIAORIGEM DA MATÉRIA

E depois, o modelo atômico, apenas sofreu aprimoramentos...

Até chegar ao modelo Atual...

FILÓSOFOS ANTIGOS (Séc.V a.C.)FILÓSOFOS ANTIGOS (Séc.V a.C.)

TALESTALES

“Tudo é águaágua”

ANAXÍMENESANAXÍMENES

“Tudo provém do arar, e

retorna ao ar”

JENOFÁNESJENOFÁNES

“Todas as coisas,

inclusive o homem, são formados de terra e terra e

águaágua”

EMPÉDOCLESEMPÉDOCLES

“Tudo é formado pelos

quatro quatro elementoselementos, ora reunidos sob a

atração do Amor, ora,

separados pela força da

Discórdia “

FILÓSOFOS ANTIGOS (Séc.V a.C.)FILÓSOFOS ANTIGOS (Séc.V a.C.)

LEUCIPOLEUCIPO

Leucipo Leucipo defendia que o Universo era constituído por elementos indivisíveis, cujo

movimento produzia ou destruía os objetos, por

união ou separação , e, pelo vazio.

FILÓSOFOS ANTIGOS (Séc.V a.C.)FILÓSOFOS ANTIGOS (Séc.V a.C.)

ÁtomoDemócrito

(460 – 370 A.C.)

DemócritoDemócrito defendeu a ideia de que a matéria era composta por pequeníssimas partículas.

Modelo baseado apenas na intuição e na lógicaModelo baseado apenas na intuição e na lógica

DEMÓCRITODEMÓCRITO

PESQUISADORES - JOHN DALTONPESQUISADORES - JOHN DALTON (1808)

As idéias de Demócrito permaneceram inalteradas por aproximadamente 2200 anos. Em 1808, Dalton retomou estas idéias sob uma nova perspectiva: a experimentação.

Baseado em reações químicas e pesagens minuciosas, chegou à conclusão de que os átomos realmente existiam e que possuíam algumas características.

JOHN DALTON

JOHN DALTONJOHN DALTON (1808)

Modelo Atômico de Dalton (Bola de Bilhar)Modelo Atômico de Dalton (Bola de Bilhar)

esférico

maciço

indestrutível

indivisível

homogêneo

neutroÁTOMO DE DALTON

JOHN DALTONJOHN DALTON (1808)

1.Toda matéria é constituída por partículas fundamentais: os átomos;

2.Os átomos têm a capacidade de se "juntar" (ligar) e formar "átomos compostos" (hoje são chamados moléculas);

3.As transformações químicas são separações, combinações e rearranjo entre os átomos.

THOMSONTHOMSON (1897)

THOMSON

Thomson realizou uma série de experiências utilizando um tubo de raios catódicos (tubo semelhante aos tubos existentes no interior dos televisores).

Neste tubo, eram efetuadas descargas elétricas através de um gás rarefeito.

Tubo de raios catódicos

THOMSONTHOMSON (1897)

A descarga emitida tinha carga elétrica negativa e era de natureza corpuscular.

A sua massa era muito menor que a massa de qualquer átomo conhecido eram os elétrons.

Thomson provou que os elétrons eram corpúsculos, dotados de carga elétrica e de massa, que fazem parte de toda a matéria.

Observava-se uma fluorescência esverdeada devido à existência de partículas de carga negativa que saem dos átomos do cátodo.

Ao estudar as descargas no interior deste aparelho, Thomson, descobriu o elétron.

THOMSONTHOMSON (1897)

ÁTOMO DE THOMSON

Modelo Atômico de Thomson (Pudim com Passas)Modelo Atômico de Thomson (Pudim com Passas)

O átomo era uma esfera maciça de carga elétrica positiva, estando os elétrons dispersos na esfera.

O número de elétrons seria tal que a carga total do átomo seria zero.

RUTHERFORDRUTHERFORD (1911)

RUTHERFORD

Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro (0,0001 mm) com partículas "alfa" (núcleo de átomo de hélio: 2 prótons e 2 nêutrons), emitidas pelo "polônio" (Po), contido num bloco de chumbo (Pb), provido de uma abertura estreita, para dar passagem às partículas "alfa" por ele emitidas.    Envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora revestida de sulfeto de zinco (ZnS).

RUTHERFORDRUTHERFORD (1911)

Observando as cintilações na tela de ZnS, Rutherford verificou  que muitas partículas "alfa" atravessavam a lâmina de ouro, sem sofrerem desvio, e poucas partículas "alfa" sofriam desvio. Como as partículas "alfa" têm carga elétrica positiva, o desvio seria provocado por um choque com outra carga positiva, isto é, com o núcleo do átomo, constituído  por prótons.

RUTHERFORDRUTHERFORD (1911)

Assim, o átomo seria um imenso vazio, no qual o

núcleo ocuparia uma pequena parte, enquanto que os elétrons o circundariam

numa região negativa chamada de eletrosfera,

modificando assim, o modelo atômico proposto por

Thomson...

Modelo Atômico de Rutherford (Modelo Planetário)Modelo Atômico de Rutherford (Modelo Planetário)

BOHRBOHR (1913)

De acordo com o modelo atômico  proposto por Rutherford, os elétrons ao girarem  ao redor do núcleo, com o tempo perderiam energia, e se chocariam com o mesmo...

Como o átomo é uma estrutura estável, Niels Bohr formulou uma teoria sobre o movimento dos elétrons, fundamentado na Teoria Quântica da Radiação (1900) de Max Planck. BOHR

BOHRBOHR (1913)

A teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes postulados:

    1º postulado1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares : Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias ao redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem estacionárias ao redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia.energia.

BOHRBOHR (1913)

2º postulado: Fornecendo energia (elétrica, térmica, ....) a um átomo, um ou mais elétrons a absorvem e saltam para níveis mais afastados do núcleo. Ao voltarem as suas órbitas originais, devolvem a energia recebida em forma de luz (fenômeno observado, tomando como  exemplo, uma barra de ferro aquecida ao rubro).

BOHRBOHR (1913)

Órbitas de Bohr para o átomo de Hidrogênio

BOHRBOHR (1913)

O comprimento de onda guarda relação com a energia.

Os menores comprimentos de onda de luz significam vibrações mais rápidas e maior energia.

A linha vermelha no espectro

atômico é causada por elétrons

saltandoda terceira órbita

para a segunda órbita

A linha verde azulada no espectro atômico é causada por elétrons saltando da quarta para a segunda órbita.

A linha azul no espectro atômico é causada por elétrons saltandoda quinta para a segunda órbita

A linha violeta mais brilhante no espectro atômico é causada por elétrons saltandoda sexta para a segunda órbita.

Princípio da incerteza de Heisenberg: É impossível determinar com precisão a posição e a velocidade de um elétron num mesmo instante.

Orbital é a região onde é mais provável encontrar um életron

Modelo Atômico Modelo Atômico Atual

Descrição de Descrição de uma Órbita

SOMMERFELD (1916)

SOMMERFELD

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.

SOMMERFELD (1916)

Modelo Atômico de SommerfeldModelo Atômico de SommerfeldUma órbita circular, e as demais: elípticas

(1926)SCHRÖDINGER

Através de suas equações, descobriu que não é possível determinar a trajetória do elétron em torno do núcleo, mas, a uma dada energia do sistema, obtém-se a região mais provável de encontrá-lo.

(1926)SCHRÖDINGER

Teoria da Mecânica Ondulatória Em 1926, Erwin Shröringer formulou uma teoria chamada de "Teoria da Mecânica Ondulatória" que determinou o conceito de "orbital" .

    Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo onde existe a máxima probalidade de se encontrar o elétron.     O orbital  s  possui forma esférica  

   

e os orbitais  p  possuem forma de halteres