Os átomos

Demócrito e Leucipo, séc. V a.C.

A palavra “átomo” vem do grego antigo atomus que queria dizer “indivisível”.

Os Gregos explicavam todas as transformações da Natureza a partir da existência de pequeníssimos corpúsculos indivisíveis em constante movimento, a que chamavam de átomos.

Os filósofos gregos partiam as substâncias em pedaços cada vez mais pequenos e ao fragmento que não era possível partir mais chamavam “átomo”.

Modelo atómico de Dalton

(início do séc. XIX)

Para Dalton o átomo era uma esfera indivisível e indestrutível.

Foto de modelos originais de Dalton para representar átomos.

Experiência com tubos de descarga

Modelo atómico de Thomson, 1904

( Modelo do “pudim de passas”)

Thomson considerava o átomo como uma esfera de carga positiva na qual se encontravam dispersos os electrões, com carga negativa.

Experiência de Rutherford

Modelo atómico de Rutherford, 1911

(Modelo planetário)

Para Rutherford, os átomos eram praticamente espaço vazio. Possuíam um núcleo muito pequeno em volta do qual se moviam os electrões a grandes velocidades.

Modelo atómico de Bohr, 1913

(Modelo dos níveis de energia)

Bohr completou o modelo de Rutherford com a seguinte ideia, os electrões movem-se em torno do núcleo, em órbitas circulares bem definidas.

A cada órbita corresponde um nível de energia.

Modelo atómico actual, Schrödinger 1926

(Modelo da nuvem electrónica)

A probabilidade de encontrar um electrão é maior onde a nuvem electrónica é mais densa e menor onde a nuvem electrónica é menos densa.

Evolução dos modelos atómicos ao longo dos tempos

Resumo

Constituição do átomo

Zona central- Núcleo, no qual existem protões e neutrões e à volta do qual se movem os electrões a elevadíssima velocidade.

- os protões têm carga eléctrica positiva;- os electrões têm carga eléctrica negativa;- os neutrões não têm carga eléctrica.

Constituição do átomo

-Os protões e os neutrões são constituídos por quarks que, de acordo com o conhecimento científico actual, são as verdadeiras partículas elementares.

- Como o átomo é electricamente neutro o número de electrões de um átomo tem de ser igual ao número de protões existentes no seu núcleo.

- Como o núcleo de qualquer átomo ocupa uma zona muito pequena, o tamanho de um átomo depende do tamanho da sua nuvem electrónica.

Os electrões da nuvem electrónica dos átomos não têm todos a mesma energia – distribuem-se por níveis de energia. Cada nível só pode ter um determinado número de electrões.

O nº máximo de electrões em cada nível de energia pode ser calculado pela seguinte expressão:

2n²onde n corresponde a 1, 2, 3, …, de acordo

com o nível de energia.

A distribuição electrónica indica o número de electrões que existe em cada nível de energia.

Assim, por exemplo:- no primeiro nível de energia pode haver no máximo dois

electrões;- no segundo nível de energia pode haver no máximo oito

electrões;-no terceiro nível de energia o número máximo de electrões é

dezoito. No entanto se este for o último nível a ser preenchido não poderá ter mais do que 8 electrões.

Aos electrões localizados no último nível de energia de um átomo, designam-se electrões de valência.

Os átomos são mais estáveis quando na sua distribuição electrónica existem 8 electrões de valência (ou 2 electrões de valência, no caso de só estar preenchido o primeiro nível de energia).

Tamanho do átomo

Átomo Massa de um átomo (kg)

Hidrogénio - 1 0,0000000000000000000000000016735(1,6735 × 10-27)

Carbono - 12 0,000000000000000000000000019926(1,9926 × 10-26)

Cloro - 35 0,000000000000000000000000058067(5,8067 × 10-26)

Como os átomos são muito pequenos, o raio atómico destes expressa-se frequentemente em picómetros , que é um submúltiplo do metro. 1 pm = 1×10-12 m. 0,000000000001 m

Massa atómica relativa

Sendo a massa dos átomos também muito reduzida surgiu a necessidade de definir uma grandeza física , a massa atómica relativa, que se define à custa da comparação entre a massa de um átomo com um padrão, sendo este a duodécima parte da massa de um átomo de carbono 12.

Sendo o padrão de 1/12 da massa deste átomo, o átomo terá que possuir uma massa 12 vezes superior ao padrão, então, a sua massa atómica relativa será de 12.

Definição de massa atómica relativa (Ar) - grandeza física que indica o número de vezes que a massa do átomo é superior à massa de um padrão (1/12 da massa de um átomo de carbono 12) e como tal é adimensional.

Questões

Estrutura atómica

1. Refere a razão pela qual no modelo atómico actual se abandonou a ideia de órbita, para esta dar lugar à ideia de orbital.

2. A concepção que os cientistas têm sobre os átomos alterou-se ao longo dos tempos.

A) Explica a que se deve esta mudança conceptual.

B) Será que o modelo atómico actual será aceite para sempre?

3. Classifica como verdadeiras ou falsas cada uma das seguintes afirmações.

A) O número de protões de um átomo é igual ao número de electrões.

B) A nuvem electrónica é responsável pela massa do átomo.

C) Os protões encontram-se na nuvem electrónica do átomo.

D) Os electrões encontram-se na nuvem electrónica de um átomo.

E) Na nuvem electrónica existem partículas com carga positiva e partículas sem carga eléctrica.

Questões

Estrutura atómica

Questões

Estrutura atómica

4. O raio de um átomo de cálcio necessário para a boa formação dos ossos é 3,48x10¯¹⁰ m.

a) Qual o raio de um átomo de cálcio expresso em pm?

b) Determina o diâmetro de um átomo de cálcio expresso em pm.

c) Se um osso contiver cem milhões de átomos de cálcio, qual q medida do comprimento desses átomos (em unidades SI), se eles estivessem dispostos em fila.