Linha Temporal das Descobertas

1808 - Dalton: Primeiro modelo atômico1869 - Mendeleev: Princípios da química, 60 elementos, primeira "tabela periódica".1900 - Planck: Quantização da energia, radiação do corpo negro.1905 - Einstein: Efeito fotoelétrico.1906 - Thomson: Descoberta do elétron.1911 - Rutherford: Descoberta do núcleo.1916 - Bohr: Modelo atômico atual.

MODELO ATÔMICO DE DALTON (1808)

- Todo elemento é composto de átomos;- Mesmo elemento, mesmas propriedades;- Durante uma reação, não há sumiço ou transformação de átomos;- Substâncias compostas combinam vários elementos (lei das proporções múltiplas).Com os dois primeiros postulados, conclui-se que o átomo de Dalton é muito simples.

MODELO ATÔMICO DE THOMSON (1904)

Um volume contínuo de carga positiva ("núcleo") com elétrons embutidos.

MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD (1911)

Um núcleo denso e positivamente carregado (experimento de partículas alfa).

MODELO ATÔMICO DE BOHR (1916)

- Elétrons confinados em órbitas estáveis- Para haver transferência de órbita por um elétron, absorve-se ou emite-se energia (fóton).

MODELO ATÔMICO DE SCHRÖDINGER (1926)

Os cinentistas, Erwin Schrödinger, Louis V. de Broglie e Werner Heisenberg, basearam-se nos conceitos anteriores uma nova versão de Modelo Atômico de acordo com a Mecânica Ondulatória. Com as hipótese:

(de Broglie) Um corpúsculo atômico apresenta a dualidade onda-partícula

(Heisenberg) Princípio da Incerteza Região do espaço onda pode se encontrar o

elétron de acordo coma Teoria da Probabilidade e Estatística

NÚMEROS QUÂNTICOS

Os números quânticos descrevem as energias dos elétrons nos átomos e são de enorme relevância quando se trata de descrever a posição dos elétrons nos átomos.Existem quatro números quânticos estudados:

número quântico principal número quântico de momento angular ou

azimutal

número quântico magnético número quântico de spin

NÚMERO QUÂNTICO PRINCIPAL(n)

Este número foi introduzido no terceiro postulado da teoria atômica de Niels Böhr, representando aproximadamente a distância do elétron ao núcleo.

NÚMERO QUÂNTICO DE MOMENTO ANGULAR OU AZIMUTAL(l)

O número quântico de momento angular, ou azimutal, informa-nos sobre a forma das orbitais. Introduzido por Sommerfeld, pois verificou-se que um elétron, numa mesma órbita, apresentava energias diferentes. O que não é possível para órbitas circulares.

Sommerfeld sugeriu que as órbitas são elípticas, pois elipses apresentam diferentes excentricidades, ou seja, distâncias diferentes do centro, gerando energias diferentes para uma mesma camada eletrônica.

O número quântico secundário indica a energia do elétron no subnível!

O número máximo de elétrons, em cada subnível, é dado pela equação 2 (2l + 1). Considerando apenas os subníveis conhecidos, com isso temos:

O número quântico secundário determina a forma do orbital e localiza o elétron no seu subnível de energia:

l = 0, orbitais s, com formato esféricol = 1, orbitais p, com formato de dois lóbulos e um nódulol = 2, orbitais d, com formato de quatro lóbulos e dois nódulosl = 3, orbitais f, com formato de oito lóbulos e quatro nódulos

NÚMERO QUÂNTICO MAGNÉTICO, (ml)

Estabelecido por Sommerfeld, especifica a orientação da nuvem eletrônica no espaço, sendo que o número de orientações permitidas está diretamente relacionado à forma da nuvem (definida pelo l).

O número de orbitais em cada subnível é dado pela equação (2 l + 1):

l = 0 : corresponde ao subnível s, onde existe somente uma orientação (ml = 0).

Subnível s: possui forma esférica e portanto apenas uma orientação.

l = 1 : corresponde ao subnível p, onde existem três orientações permitidas. Os três orbitais p são denominados px, py e pz.

ml (+1, 0, -1).

l = 2 : corresponde ao subnível d onde existem cinco orientações permitidas, ou seja, cinco valores de ml (-2, -1, 0, +1, +2).

São designados por:dz

2 (orientação coincidente com o eixo z) dx

2-y

2 (orientação coincidente com os eixos x e y, simultaneamente)dxy (orientado entre os eixos x e y)dyz (orientado entre os eixos y e z) dxz (orientado entre os eixos x e z).

l = 3 : corresponde ao subnível f onde existem sete orientações permitidas, ou seja, sete valores de ml (-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3). Os orbitais f apresentam formas mais complexas.

NÚMERO QUÂNTICO DE SPIN, (ms)

Spin é o movimento de rotação do elétron em torno do seu eixo.

PRINCÍPIO DE EXCLUSÃO DE PAULI- DIAGRAMA DE CONSTRUÇÃO (AUFBAU)

Dois elétrons não podem ter os 4 números quânticos idênticos !

EXERCÍCIOS

01) Os modelos atômicos são elaborados no intuito de explicar a constituição da matéria e têm evoluído ao longo do desenvolvimento da ciência, desde o modelo filosófico dos gregos, passando pelos modelos de Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr, até o modelo atual. O modelo mais recente caracteriza-se pelaa)quantização dos níveis de energia dos elétrons.b)indivisibilidade do átomo em partículas menores.c)forma esférica de tamanho microscópico.d)distribuição dos elétrons em órbitas circulares em torno do núcleo.e)distribuição dos elétrons de maneira uniforme na superfície do átomo.

02) Analise a descrição dos modelos atômicos apresentada a seguir.

1.O Modelo atômico de Dalton: Dalton descrevia a matéria a partir de algumas hipóteses: tudo que existe na natureza é composto por diminutas partículas denominadas átomos; os átomos são indivisíveis e indestrutíveis, e existe um número pequeno de elementos químicos diferentes na natureza.2.O Modelo de Thomson: o átomo era uma esfera de eletricidade positiva, onde estavam submersas partículas negativas denominadas elétrons. Foi Thomson que lançou a ideia de que o átomo era um sistema descontínuo, portanto, divisível.

3.Modelo atômico de Rutherford: o átomo ocuparia um volume esférico e possuía um núcleo, o qual possuía a maior parte da massa do átomo, bem como teria uma carga positiva. A região externa ao núcleo estaria ocupada pelos elétrons em movimento em torno deste núcleo.4.Modelo atômico de Bohr: os elétrons giram em torno do núcleo de forma circular e com diferentes níveis de energia, chamados por Bohr de orbital atômico (OA). Nestes OA, os elétrons apresentariam energias constantes. Os elétrons saltam para orbitais de mais alta energia, retornando ao seu estado fundamental, após a devolução da energia recebida, emitindo um fóton de luz equivalente.5.Modelo atômico “moderno”: O modelo atômico atual é um modelo matemático-probabilístico embasado, fundamentalmente, nos princípios da Incerteza de Heisenberg e no da Dualidade partícula-onda de Louis de Broglie. Além disto, Erwin Schröndinger (1887 - 1961) a partir destes dois princípios criou o conceito de Orbital (regiões de probabilidade).

Apresenta incorreções na descrição do modelo:

a)Modelo 1b)Modelo 2c)Modelo 3d)Modelo 4e)Modelo 5

03) Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr mostrou que as leis da Física Clássica não eram válidas para sistemas microscópicos, tais como o átomo e suas partículas constituintes. Bohr criou um novo modelo atômico, fundamentado na teoria dos quanta de Max Planck, estabelecendo alguns postulados.Assinale a opção que apresenta corretamente um dos postulados de Bohr.a)O elétron pode-se mover em determinadas órbitas sem irradiar. Essas órbitas estáveis são denominadas “estados estacionários”.b)É impossível determinar com precisão a posição e a velocidade instantâneas de uma partícula.c)Um mesmo orbital não pode ter mais do que dois elétrons. Num orbital com dois elétrons, um deles tem spin + 1/2 e o outro – 1/2.

d)O elétron ao saltar de um nível de energia interno E1 para outro mais externo E2 emite um quantum de energia.e)Num átomo, não existem dois elétrons com os quatro números quânticos iguais.

04) A figura abaixo mostra o experimento de Rutherford com o uso de uma lâmina de ouro e partículas .

Supondo que esse experimento fosse realizado com átomos que tivessem a estrutura proposta pelo modelo de Thomson, pode-se afirmar que

a)as partículas atravessariam a lâmina de ouro, sendo observados poucos desvios.b)o anteparo apresentaria manchas luminosas dispersas de forma homogênea.c)os átomos da folha de ouro impediriam totalmente a passagem das partículas .d)os núcleos e elétrons dos átomos da lâmina de ouro absorveriam as partículas.

05) Considere as seguintes afirmativas sobre o modelo atômico de Rutherford:

1.O modelo atômico de Rutherford é também conhecido como modelo planetário do átomo.2.No modelo atômico, considera-se que elétrons de cargas negativas circundam em órbitas ao redor de um núcleo de carga positiva.3.Segundo Rutherford, a eletrosfera, local onde se encontram os elétrons, possui um diâmetro menor que o núcleo atômico.4.Na proposição do seu modelo atômico, Rutherford se baseou num experimento em

que uma lamínula de ouro foi bombardeada por partículas alfa.

Assinale a alternativa correta.

a)Somente a afirmativa 1 é verdadeira.b)Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.c)Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.d)Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.e)As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

06) A interpretação de novos fenômenos fez com que os modelos atômicos fossem evoluindo com o passar do tempo. Por exemplo, o modelo de Dalton teve que ser reformulado por não interpretar satisfatoriamente

a)a natureza elétrica da matéria.b)as mudanças de estado físico.c)a maleabilidade dos metais.d)a densidade das substâncias.e)a conservação de massa nas reações químicas.

07) A primitiva noção de átomo surge na Grécia antiga, a partir de Demócrito, Leucipo e Epicuro; avança até o século XX enriquecida com outras idéias que ajudaram a desenhar o modelo atômico atual. Na Coluna I, a seguir, estão listadas algumas contribuições para que se chegasse ao modelo atual de átomo e na Coluna II, os nomes de seus autores. Numere a Coluna II de acordo com a Coluna I, associando cada contribuição a seu autor.

Coluna I1.Descoberta do elétron2.Descoberta do núcleo e da eletrosfera3.Descoberta dos níveis de energia dos

átomos4.Princípio da incerteza5.Regra da máxima multiplicidade

Coluna II( ) Rutherford( ) Thomson( ) Hund( ) Bohr

( ) Heisenberg

Assinale a opção contendo a sequência correta, de cima para baixo.a) 1, 5, 2, 4, 3b) 2, 4, 1, 3, 5c) 2, 1, 5, 4, 3d) 2, 1, 5, 3, 4

08) A evolução da Teoria Atômica se deu através de modelos e conceitos propostos por diversos cientistas com base em suas experiências e observações. O conceito de matéria, como uma massa de carga positiva uniformemente distribuída, com os elétrons espalhados de modo a minimizar as repulsões eletrostáticas, pode ser creditado a:

a) Bohr.b) Dalton.c) Thomson.d) Rutherford.

09) Na evolução dos modelos atômicos, a principal contribuição introduzida pelo modelo de Bohr foi:

a)a indivisibilidade do átomo.b)a existência de nêutrons.c)a natureza elétrica da matéria.d)a quantização de energia das órbitas eletrônicas.e)a maior parte da massa do átomo está no núcleo.

10) Diferentes modelos foram propostos ao longo da história para explicar o mundo invisível da matéria.

A respeito desses modelos é correto afirmar que oa)Modelo de Bohr propôs que um elétron em um átomo só poderia ter certas energias específicas e cada uma dessas energias corresponderia a uma órbita particular. Ao receber energia, um elétron poderia saltar para um nível menos energético.b)Modelo de Dalton apresentava como características do modelo atômico os átomos com núcleo denso e positivo, rodeado pelos elétrons negativos.

c)Modelo de Rutherford foi proposto a partir de estudos da determinação das leis Ponderais das Combinações Químicas.d)Modelo de Thomson sugeria que os raios catódicos fossem constituídos por cargas elétricas negativas, transportadas por partículas de matéria. Assim, Thomson propôs que os elétrons fossem uma parte constituinte da matéria.

11) As afirmativas abaixo estão relacionadas ao estudo da Estrutura Atômica. Qual dentre elas é a afirmativa CORRETA?a)O número de nodos esféricos encontrados nos orbitais do tipo “s” é obtido por (n – 1), onde “n” corresponde ao número quântico principal.b)Orbital é uma região do espaço atômico em torno do núcleo, onde há absoluta certeza de encontrar o elétron.c)Os orbitais “p” são mutuamente perpendiculares entre si, de tal modo que o ângulo entre os átomos de hidrogênio, na molécula da água é melhor descrito como sendo igual a 90º.d)Erwin Scrödinger, Louis de Broglie e Werne Heisemberg contribuíram, de forma decisiva, para a compreensão da natureza não ondulatória e material do elétron.e)É impossível se calcular o comprimento de onda associado a uma partícula subatômica, cuja massa seja próxima à ordem de grandeza da constante de Planck.

12) A busca da simplicidade dentro da complexidade da natureza levou John Dalton a propor o seu modelo de átomo, tendo como base as razões das massas dos elementos que se combinaram para formar compostos.A hipótese atômica que CONTRARIA o modelo proposto por Dalton é:a)uma transformação resulta em novos átomos.b)os átomos de um mesmo elemento são idênticos.c)átomos diferentes apresentam massas diferentes.d)um composto resulta da combinação de átomos.

13) De acordo com a teoria atômica de Dalton (1766–1844) assinale a alternativa correta.a)O átomo possui partículas de carga negativa que estão em órbita de um núcleo de carga positiva.b)No núcleo atômico existem partículas de carga nula, denominadas nêutrons.c)Átomos de elementos diferentes possuíam diferentes massas e propriedades.d)O átomo era uma esfera sólida que possuía partículas de carga negativa em sua superfície, semelhante a um “pudim de passas”.e)Dois elétrons de mesmo spin não podem ser encontrados dentro de um mesmo orbital.

14) O elétron foi descoberto por Thomson no fim do século XIX, o que lhe rendeu o prêmio Nobel. Uma característica do modelo atômico proposto por ele é:a)O átomo é indivisível.b)Os elétrons ocupam orbitais com energias bem definidas.c)O átomo sofre decaimento radioativo naturalmente.d)O átomo é maciço e poderia ser associado a um “pudim de passas”.TEXTO: 1 - Comum à : 15

A Organização das Nações Unidas (ONU) instituiu 2011 como o Ano Internacional da Química, para conscientizar o público sobre as contribuições dessa ciência ao bem-estar da humanidade, coincidindo com o centenário do recebimento do Prêmio Nobel de Química por Marie Curie. O prêmio recebido pela pesquisadora polaca teve como finalidade homenageá-la pela descoberta dos elementos químicos Polônio (Po) e Rádio (Ra). Na verdade, este foi o segundo prêmio Nobel recebido, sendo o primeiro em Física, em 1903, pelas descobertas no campo da radioatividade. Marie Curie, assim, se tornou a primeira pessoa a receber dois prêmios Nobel. Como outra homenagem, desta vez post mortem, os restos mortais de Marie Curie foram transladados em 1995 para o Panteão de Paris, local onde estão as maiores personalidades da França, em todos os tempos. Além disso, o elemento de número atômico 96 recebeu o nome Cúrio (Cm) em

homenagem ao casal Curie, Marie e seu marido Pierre. 15) O modelo atômico de Thomson sugere que o átomo (do grego, “indivisível”) é uma esfera de carga elétrica positiva, não maciça, incrustada de elétrons, de tal sorte que a carga elétrica líquida é nula, apontando para o átomo não mais como a menor partícula de matéria. Para corroborar com as ideias de Thomson, um aluno seu, Ernest Rutheford, propôs um experimento que conseguiria provar a veracidade das conclusões de seu orientador. A atividade baseava-se em passar a radiação proveniente de Polônio radioativo por um conjunto de lâminas de Chumbo com um orifício central e atingir uma lâmina de ouro extremamente fina, anterior a um anteparo móvel recoberto com Sulfeto de Zinco. Entretanto, seus resultados não foram os esperados por Rutheford. Qual das alternativas abaixo apresenta uma observação que NÃO pode ser concluída a partir dos resultados do experimento?

a)O átomo contém imensos espaços vazios.b)A maioria das partículas alfa, provenientes da amostra de Polônio, atravessou a placa de Ouro sem sofrer desvio considerável em sua trajetória.c)O núcleo do átomo tem carga positiva.d)No centro do átomo existe um núcleo muito pequeno e denso.e)O átomo é composto de um núcleo e de elétrons em seu redor, que giram em órbitas elípticas.

GABARITO:

1-A 2-D 3-A 4-A 5-D 6-A 7-D 8-C 9-D 10-D 11-A 12-A13-C 14-D 15-E