Estrutura Atômica

Anderson DiasThiago LuizVanessa Diniz

Modelos Atômicos

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A primeira idéia de átomo: Demócrito e Leucipo- A palavra “átomo” é de origem grega, significa: (a) não, (tomo) divisível.

O modelo atômico de Dalton- Toda matéria é formada por partículas extremamente pequenas, os átomos.

- Átomos são esferas rígidas e indivisíveis.

- O número de átomos diferentes que existem na natureza é relativamente pequeno.

- A formação dos materiais se dá por meio de diferentes associações entre átomos, iguais ou não.

A natureza elétrica da matériaEletricidade

- A palavra eletricidade deriva do vocábulo grego elektron (âmbar).

Pedras de âmbar.

A natureza elétrica da matériaExplicação do fenômenos

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Cargas diferentes

Cargas iguais

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Raios catódicos: a descoberta do elétron

Tubo de raios catódicos

Gerador

Raios catódicos: a descoberta do elétronPropriedades dos raios catódicos

Gerador

1º - Os raios catódicos são perpendiculares ao cátodo.

Raios catódicos: a descoberta do elétronPropriedades dos raios catódicos

Gerador

2º - Os raios catódicos são retilíneos.

Raios catódicos: a descoberta do elétronPropriedades dos raios catódicos

Gerador

3º - Os raios catódicos possuem massa.

Raios catódicos: a descoberta do elétronPropriedades dos raios catódicos

Gerador

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4º - Os raios catódicos possuem carga negativa.

O modelo atômico de Thomson

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- Átomos são estruturas esféricas rígidas e carregadas positivamente, que para tornar-se neutra apresentava elétrons em sua superfície.

Raios canais: a descoberta do prótron

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Gerador

Radioatividade

α

γ

β

- Radioatividade é a propriedade que certos materiais tem de emitir raios espontaneamente.

O experimento de Rutherford

Resultados esperadosO experimento de Rutherford

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Lâmina de ouro (ampliada).

Resultados observadosO experimento de Rutherford

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Explicação do fenômenoO experimento de Rutherford

O modelo atômico de RutherfordOs átomos são divididos basicamente em duas regiões: o núcleo e a eletrosfera.

- Núcleo: região central onde se encontram os prótons.

- Eletrosfera: região periférica onde se encontram os elétrons, que circundam o núcleo em órbitas elípticas.

átomo

núcleo

eletrosfera: elétrons

prótons

nêutrons

O modelo de Rutherford não explica porque os elétrons permanecem em órbitas, já que sabe-se que partículas em movimento perdem energia continuamente.

Análise do modelo de RutherfordO modelo atômico de Rutherford

Algumas Características Físicas das partículas fundamentais:

PARTICULA MASSA RELATIVA (u)

CARGA RELATIVA uca =

unidade de carga atômica

Próton 1 +1

Nêutron 1 0

Elétron 1/1836 -1

A massa do Próton é 1836 vezes maior, que a massa do elétron.

Representação do átomo

XAZZX ou ZXAA

A = p + n A = Z + nou

92U238

2He4

1H1 Z = 1, A = 1, n = 0

Z = 2, A = 4, n = 2

Z = 92, A = 238, n = 146

Fenômenos atômicosIsótopos

1H1

1H2

1H3

Isóbaros

19K40

20Ca40

Isótonos

9F1019

10Ne1020

Estudo dos íons

ânion: ZX A -n

cátion: ZX A +nperde e

ganha e

átomo: ZXA

Espécies isoeletrônicas

8O2-

9F-

11Na+

12Mg2+

8 + 2 = 10 e

9 + 1 = 10 e

11 - 1 = 10 e

12 - 2 = 10 e

O salto quântico

n=1

n=2

n=3

O modelo atômico Bohr1º PostuladoOs descrevem, ao redor do núcleo, órbitas circulares com energia fixa e determinada. Tais órbitas chamam-se órbitas estacionárias.

2º PostuladoOs elétrons movimentam-se nas órbitas estacionárias e, nesse movimento, não emitem energia espontaneamente.

3º PostuladoQuando um elétron recebe energia suficiente do meio exterior, ele salta para outra órbita. Após receber essa energia o elétron tende a voltar para sua órbita original, devolvendo a energia recebida. A energia recebida e devolvida é igual a diferença de energias entre as órbitas em que o salto ocorreu.

Exercícios

1- (UFSC) Uma das principais partículas atômicas é o elétron. Sua descoberta foi efetuada por J. J. Thomson em uma sala do Laboratório Cavendish, na Inglaterra, ao provocar descargas de elevada voltagem em gases bastante rarefeitos, contidos no interior de um tubo de vidro.No tubo de vidro “A”, observa-se que o fluxo de elétrons (raios catódicos) colide com um anteparo e projeta sua sombra na parede oposta do tubo.No tubo de vidro “B”, observa-se que o fluxo de elétrons (raios catódicos) movimenta um catavento de mica. No tubo de vidro “C”, observa-se que o fluxo de elétrons (raios catódicos) sofre uma deflexão para o lado onde foi colocada uma placa carregada positivamente.

Observando os fenômenos que ocorrem nos tubos, podemos afirmar CORRETAMENTE que:01. gases são bons condutores da corrente elétrica.02. os elétrons possuem massa – são corpusculares.04. os elétrons possuem carga elétrica negativa.08. os elétrons partem do cátodo.16. os elétrons se propagam em linha reta.32. o catavento entrou em rotação devido ao impacto dos elétrons na sua superfície.

(UFMG-MG) Na experiência de espalhamento de partículas alfa, conhecida como .experiência de Rutherford., um feixe de partículas alfa foi dirigido contra uma lâmina finíssima de ouro, e os experimentadores (Geiger e Marsden) observaram que um grande número dessas partículas atravessava a lâmina sem sofrer desvios, mas um pequeno número sofria desvios muito acentuados. Esse resultado levou Rutherford a modificar o modelo atômico de Thomson, propondo a existência de um núcleo de carga positiva, de tamanho reduzido e com, praticamente, toda a massa do átomo. Assinale a alternativa que apresenta o resultado que era previsto para o experimento de acordo com o modelo de Thomson.

a) A maioria das partículas atravessaria a lâmina de ouro sem sofrer desvios e um pequeno número sofreria desvios muito pequenos. b) A maioria das partículas sofreria grandes desvios ao atravessar a lâmina. c) A totalidade das partículas atravessaria a lâmina de ouro sem sofrer nenhum desvio. d) A totalidade das partículas ricochetearia ao se chocar contra a lâmina de ouro, sem conseguir atravessá-la.

3- (UFU-MG) As afirmativas a seguir descrevem estudos sobre modelos atômicos, realizados por Niels Bohr, John Dalton e Ernest Rutherford.

I. Partículas alfa foram desviadas de seu trajeto, devido à repulsão que o núcleo denso e a carga positiva do metal exerceram.II. Átomos (esferas indivisíveis e permanentes) de um elemento são idênticos em todas as suas propriedades. Átomos de elementos diferentes têm propriedades diferentes.III. Os elétrons movem-se em órbitas, em torno do núcleo, sem perder ou ganhar energia.

Assinale a alternativa que indica a seqüência correta do relacionamento desses estudos com seus autores.

a) Rutherford, Dalton, Bohrb) Rutherford, Bohr, Daltonc) Dalton, Rutherford, Bohrd) Dalton, Bohr, Rutherford

4- (CESGANRIO-RJ) O átomo X é isóbaro do 40Ca e isótopo do 36Ar. Identifique o número de nêutrons do átomo X . (Dados: Ca = 20 ; Ar = 18)

a) 4

b) 18

c) 22

d) 36

e) 40X 40Ca 36Ar

18201840

A = Z + NN = 40 – 18

N = 22

5. Um átomo de um elemento X apresenta 23 partículas nucleares, das quais 12 possuem carga elétrica zero. Com base nessas informações , podemos afirmar que esses átomo possui:

a) prótons = 23; nêutrons = 12 ; elétrons = 12

b) prótons = 23; nêutrons =12 ; elétrons =23

c) prótons = 12; nêutrons =11 ; elétrons = 11

d) prótons = 11; nêutrons =12 ; elétrons = 11

e) prótons = 11; nêutrons =12 ; elétrons = 12

A = 23n = 12p = 11

A = p + np = A - np = 23 - 12 = 11

Z = p = e = 11