Átomos e elementos profa. dra. aline rodrigues soares [email protected]
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O universo é composto por matéria e energia
Matéria é tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no espaço
Energia, é a capacidade de realizar trabalho, nas mais diferentes formasPropriedades da Matéria:
Propriedades GeraisPropriedades
Específicas
OrganolépticasQuímicasFísicas
Elementos Químicos, Símbolos Químicos
e Fórmulas Químicas
H2SO4
“TODA MATÉRIA É FORMADA POR ÁTOMOS OU ÍONS”.
Elemento químico
A matéria é formada por átomos. O conjunto de cada um desses tipos de átomos representa um elemento químico.
Modelo atômico de DaltonO químico inglês John Dalton, que viveu entre 1.766 a 1.825, afirmava que o átomo era a partícula elementar, a menor partícula que constituía a matéria. Em 1.808, Dalton apresentou seu modelo atômico: o átomo como uma minúscula esfera maciça, indivisível, impenetrável e indestrutível. Para ele, todos os átomos de um mesmo elemento químico são iguais, até mesmo as suas massas. Seu modelo atômico também é conhecido como "modelo da bola de bilhar".
Modelo Atômico de Dalton: "bola de bilhar".O átomo seria uma esfera (partícula) maciça e
indivisível.
Modelo Atômico de Thomson
Pesquisando os raios catódicos, o físico inglês j. j. thomson demonstrou que os mesmos podiam ser interpretados como sendo um feixe de partículas carregadas de energia elétrica negativa, as quais foram chamadas de elétrons. utilizando campos magnéticos e elétricos, thomson conseguiu determinar a relação entre a carga e a massa do elétron. Thomson colocou por terra o modelo do átomo indivisível e apresentou seu modelo, conhecido também como o "modelo de pudim com passas":
Modelo de Thomsom: "pudim com passas".
O pudim é toda a esfera positiva (em azul) e as passas são os elétrons (em amarelo), de carga negativa
Modelo Atômico de Rutherford
Átomo é formado por um núcleo muito pequeno em relação ao átomo, com carga positiva, no qual se concentra praticamente toda a massa do átomo. Ao redor do núcleo localizam-se os elétrons neutralizando a carga positiva.
Modelo atômico de Rutherford: modelo planetário do átomo
Modelo atômico de Rutherford-Bohr
Cada uma dessas órbitas permitidas foi denominada nível ou camada de energia. Dentre os elementos conhecidos, aquele que contém maior número de elétrons apresenta-os distribuídos no máximo em7 camadas, designadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q.
Cada nível de energia do modelo de Bohr era constituído de vários subníveis com diferentes energias
Orbital: região do espaço onde se tem a máxima probabilidade de encontrar o elétron.
Princípio da exclusão de Pauli: se dois elétrons estiverem num mesmo nível, em orbitais do mesmo tipo e num mesmo plano, terão necessariamente spins opostos.
Orbital: região do espaço onde se tem a máxima probabilidade de encontrar o elétron.
Subnível Número de Orbitais
Máximo deelétrons em cada
nível
s 1 2
p 3 6
d 5 10
f 7 14
Distribuição dos elétrons na eletrosfera dos átomos
A disposição dos elétrons na eletrosfera de um átomo foi proposta por Linus Pauling e denominada configuração eletrônica. Os elétrons ocupam a eletrosfera sempre da maneira mais estável, ou seja, na posição de menor energia possível.
Diagrama de Pauling
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d
Distribuição eletrônica de íons
Cátions ou íons positivos
O átomo de sódio (11Na) origina o cátion 11 Na+ pela perda de um elétron, o que é indicado pelo sinal +
átomo: 11 Na 1s2 2s2 2p6 3s1 cátion: 11 Na+ 1s2 2s2 2p6
Ânions ou íons negativos
átomo : 16S 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
ânion : 16S2- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Regra para preenchimento de elétrons num subnívelRegra de Hund:
Exemplo: Utilizando o diagrama de Pauling e considerando o elemento níquel (Ni), de Z= 28,responda:
a)Qual a distribuição eletrônica por subníveis energéticos ?
b) Qual a distribuição eletrônica por níveis?
c) Qual o seu subnível mais energético?
d) Qual o seu subnível mais externo?
e) Quantos elétrons desemparelhados ele possui? Represente-os.
f) Qual a distribuição por subníveis de seu cátion bivalente (carga 2+)?
Número Atômico (Z): quantidades de prótons.
Z = p = e
Número de Massa (A): a soma das partículas que constitui o átomo.
A = Z + n + eA = Z + n
REPRESENTAÇÃO DE UM ÁTOMO
Isótopos: átomos que apresentam mesmo número atômico e número de massa diferentes. Pertencem ao mesmo elemento químico, pois têm mesmo valor de Z.
1 H 1 1 H 2 1 H 3
Isóbaros: átomos que apresentam valores diferentes para o número atômico e mesmo número de massa.
20 Ca42 21 Sc42
Isótonos: átomos que apresentam valores diferentes de número atômico e de massa, no entanto, mesmo número de nêutrons (A - Z).
17 Cl 37 20 Ca 40
1)Identifique a alternativa que corresponde à maior liberação de energia quando o elétron excitado retorna ao seu nível (camada) original:
a) de L para K b) de P para O c)de Q para P d) de Q para K e) de M para L
2) Sobre o modelo atômico de Bohr, podemos tecer as seguintes considerações:
I - Quando o núcleo recebe energia, salta para um nível mais externo.
II - Quando o elétron recebe energia, salta para um nível mais energético.
III - Quando um elétron passa de um estado menos energético para outro mais energético, devolve energia na forma de ondas eletromagnéticas.
IV - Se um elétron passa do estado A para o estado B, recebendo x unidades de energia, quando voltar de B para A devolverá x unidades de energia na forma de ondas eletromagnéticas.
EXERCÍCIOS
Quais dessas afirmações são falsas?
4) Utilizando o diagrama de Pauling e considerando o elemento arsênio (As), de Z= 33.
responda:a) Qual a distribuição eletrônica por subníveis energéticos
(ordem energética e geométrica)?b) Qual a distribuição eletrônica por níveis?c) Qual o seu subnível mais energético?d) Qual o seu subnível mais externo?e) Quantos elétrons desemparelhados ele possui?
Represente-osf) Qual a distribuição por subníveis de seu cátion bivalente
(carga 2+)?
3) O sódio e seus compostos, em determinadas condições, emitem uma luz amarela característica. Explique esse fenômeno em termos de elétrons e níveis de energia.
Átomo Configuração eletrônica
A 1s2 2s2 2p6 3s2
B 1s2 2s2 2p6 3s1
C 1s2 2s2 2p6
D 1s2 2s2 2p5
E 1s2 2s2 2p3
5) Sejam os seguintes átomos neutros representados pelos símbolos hipotéticos A, B, C, D e E e suas respectivas configurações eletrônicas:
Em relação a esse quadro podemos afirmar, EXCETO
a) A corresponde ao Magnésio (Mg).b) Apresentam propriedades químicas diferentes.c) O elemento D corresponde a um calcogênio.d) São metais apenas A e B.e) C apresenta a maior energia de ionização
a) isótopos.b) alótropos.c) isóbaros.d) isômeros.e) isótopos.
6)
7) Os isótopos possuem respectivamente os seguintes
números de nêutrons:
a) 8, 8, 8
b) 8, 9, 10
c) 16, 17, 18
d) 24, 25, 26
e) 18, 17, 16