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MODELOS ATÔMICOS

MODELOS ATÔMICOS FILÓSOFOS GREGOS

Tales de Mileto (625-547)

• A ÁGUA é a essência de tudo.

Anaxímenes (séc. VI a.C.)

• O AR seria o elemento que constituiria

O universo.

Heráclito (540-480 a.C.)

• O FOGO é o terceiro elemento da

Matéria, capaz de transformá-la.

Empédocles (480-430 a.C.)

• A TERRA é o quarto elemento da

Matéria.

Aristóteles (séc. IV a.C.)

• Água, Ar, Fogo e Terra podem se

transformar um no outro, dando origem a

Novos materiais.

Tales de Mileto(625-547 a.C.)ÁGUA

AR FOGO

TERRA

Anaxímenes(VI a.C.)

Heráclito(540-480 a.C.)

Empédocles(490-430 a.C.)

ARISTÓTELES

(IV a.C.)

MODELOS ATÔMICOS FILÓSOFOS GREGOS

Demócrito (470-360 a.C.)

Leucipo (séc V a.C.)

• A matéria não pode ser dividida

infinitamente.

• A matéria tem um limite com as

Características do todo.

• Este limite seriam partículas bastante

Pequenas que não poderiam ser

Divididas, os ÁTOMOS.

NÃO DIVIDIR

ÁTOMO = INDIVISÍVEL

MODELOS ATÔMICOS 1º MODELO ATÔMICO

EXPERIMENTAL

John DALTON (1766-1844)

• Os átomos são esféricos e maciços.

• São indivisíveis e indestrutíveis.

DEFEITO DO MODELO

• Não explicou a eletricidade.

• Não explicou a radioatividade.

• Átomos de elementos diferentes têm

Massas diferentes.

• Átomos combinam-se em várias

Proporções de números simples,

Formando substâncias.

• Durante uma reação química, os

Átomos não são criados nem destruídos,

Apenas trocam de parceiros para

Produzirem novas substâncias.

MODELOS ATÔMICOS A ELETRICIDADE E O

ELÉTRON

Tales de Mileto (Antigüidade)

• Lã atritada a pedaço de âmbar (elektron)

Eletriza-se.

Michael Faraday (1791-1867)

• Uma solução atravessada pela corrente

Elétrica, deposita materiais com massas

Proporcionais à corrente.

• A eletricidade está relacionada com

Uma partícula.

William Crookes (1832-1919)

• Ampolas de gás a baixa pressão submetida

A elevada diferença de potencial emitiam raios

Luminosos do pólo negativo para o positivo.

J. J. Thomson (1856-1909

• Os raios catódicos das ampolas de Crookes

Desviavam na direção do pólo positivo, portanto

Têm carga elétrica negativa, chamados ELÉTRONS.

MODELOS ATÔMICOS

O MODELO ATÔMICO DE DALTON PROPUNHA

QUE O ÁTOMO ERA UMA ESFERA INDIVISÍVEL

E INDESTRUTÍVEL, COMPLETAMENTE MACIÇA E,

SENDO ASSIM, NÃO PODERIA EXPLICAR

SATISFATORIAMENTE OS FENÔMENOS ELÉTRICOS

DA MATÉRIA.

PORTANTO, O MODELO ESTÁ INCORRETO!

MODELOS ATÔMICOS MODELO ATÔMICO

DE THOMSON

J. J. Thomson (1856-1909)

• O átomo como um todo tem carga nula.

• Assim sendo, se há a presença de

Elétrons com carga negativa, há também

A presença de cargas positivas no átomo.

• Thomson propôs que o átomo seria uma

Espécie de bolha gelatinosa, completamente

Maciça onde haveria a totalidade da carga

Positiva homogeneamente distribuída.

• Incrustada nessa gelatina estariam os

Elétrons (de carga negativa).

• Juntos à massa, formariam uma carga

Líquida igual a zero.

CONTRIBUIÇÃO DE THOMSON

SOBRE O MODELO ATÔMICO

O MODELO ATÔMICO DE THOMSON

FOI DERRUBADO EM 1908 POR

ERNERST RUTHERFORD.

Professor Fabiano Ramos Costa

MODELOS ATÔMICOS A RADIOATIVIDADE E A

DERRUBADA DO MODELO

ATÔMICO DE THOMSON

Wilhelm Röntgen (1845-1923)

• Estudava raios emitidos pela ampola de

Crookes.

• Repentinamente, notou que raios

Desconhecidos saíam dessa ampola,

Atravessavam corpos e impressionavam

Chapas fotográficas.

• Como os raios eram desconhecidos,

Chamou-os de RAIOS-X.

• Tentava relacionar fosforescência de

Minerais à base de urânios com os raios-X.

• Pensou que dependiam da luz solar.

• Num dia nublado, guardou uma amostra

De urânio numa gaveta embrulhada em

Papel preto e espesso. Mesmo assim,

Revelou uma chapa fotográfica.

• Inicia-se, portanto os estudos relacionados

À RADIOATIVIDADE.

Henri Becquerel (1852-1908)

MODELOS ATÔMICOS CASAL CURIE

versus

RADIOATIVIDADE

Pierre Curie (1859-1906)

Marie Curie (1867-1934)

• Estudaram incansavelmente os fenômenos

Relacionados à radioatividade, mas não

Puderam explicar a origem da radiação

Emitida por determinados átomos.

SENDO O ÁTOMO, ATÉ ENTÃO,

COMPLETAMENTE MACIÇO, COMO

EXPLICAR TAL FENÔMENO?

QUAL A CARGA DAS PARTÍCULAS

RADIOATIVAS: NEGATIVA, POSITIVA

OU NEUTRA? QUAL SUA MASSA?

Um outro pesquisador, Ernerst Rutherford,

Convencido por J. J. Thomson, começa a

Pesquisar materiais radioativos e, aos 26 anos

De idade, notou que havia dois tipos de radiação:

Uma positiva (alfa) e outra negativa (beta). Assim

Inicia-se o processo para determinação de

NOVO MODELO ATÔMICO.

MODELOS ATÔMICOS MODELO ATÔMICO DE

RUTHERFORD

Ernerst Rutherford (1871-1937)

• Observou que as partículas alfa (positivas)

Desviavam bem pouco da sua trajetória ao

Passar um campo elétrico, quando comparadas

Com o desvio das partículas beta (negativas)

• CONCLUSÃO: a partícula alfa tem mais

Massa que a partícula beta.

• A velocidade das partículas alfa era da ordem

De 21.000km/s.

RUTHERFORD PROPÕE A DOIS DE SEUS

ALUNOS, JOHANNES HANS WILHELM

GEIGER E ERNERST MARSDEN QUE

BOMBARDEASSEM FINAS FOLHAS DE

METAIS COM AS PARTÍCULAS ALFA A FIM

DE COMPROVAR, OU NÃO, O MODELO DE

ÁTOMO DE THOMSON.

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RUTHERFORD

Caso o Modelo de Thomson Estivesse CORRETO!!!

• Como o átomo, segundo Thomson, era uma espécie de bolha gelatinosa,

completamente neutra, no momento em que as partículas alfa (numa

velocidade muito grande) colidissem com esses átomos, passariam direto,

podendo sofrer pequeníssimos desvios de sua trajetória.

O QUE REALMENTE FOI

OBSERVADO?????????

• A maioria das partículas alfa passou direto pela fina folha de metal, sem

sofrer desvios.

Contudo, vez em quando, algumas partículas alfa desviavam bastante da

trajetória com ângulos até mesmo superiores a 90º.

Algumas partículas retornaram...

ENTÃO, COMO EXPLICAR TAL FATO?


RUTHERFORD

PROPOSTA DE RUTHERFORD

PARA EXPLICAR AS OBSERVAÇÕES

DO LABORATÓRIO

• Para que a partícula alfa pudesse inverter sua

Trajetória, deveria encontrar uma carga positiva

Bastante concentrada na região nuclear, com

Massa bastante pronunciada.

• Rutherford propôs que essa região central,

Chamada NÚCLEO, conteria toda a massa do

Átomo, assim como a totalidade da carga positiva.

• Os elétrons estariam girando circularmente ao

Redor desse núcleo, numa região chamada de

ELETROSFERA.

• Para cada elétron deveria existir uma carga

Positiva na região nuclear. Essa partícula positiva

Foi denominada PRÓTON.

• A região nuclear deveria ser cerca de 10.000 a

100.000 vezes menor que a eletrosfera, pois

De cada 10.000 a 100.000 partículas que

Passaram direto, uma sofreu deflexão.

SURGE ASSIM, O ÁTOMO NUCLEAR

• O próton é cerca de 1836 vezes mais pesado que

1 elétron.

MODELOS ATÔMICOS

O PROBLEMA DO MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD

Para os físicos, toda carga elétrica em movimento, Como os elétrons, perde

energia na forma de luz, Diminuindo sua energia cinética e a conseqüente

Atração entre prótons e elétrons faria com que houvesse Uma colisão entre eles,

destruindo o átomo. ALGO QUE NÃO OCORRE.

PORTANTO, O MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD, MESMO EXPLICANDO O

QUE FOI OBSERVADO NO LABORATÓRIO APRESENTA UMA INCORREÇÃO.


BOHR

Niels Bohr (1885-1962)• Estudava espectros de emissão do gás

hidrogênio.

• O gás hidrogênio aprisionado numa ampola

Submetida a alta diferença de potencial emitia

Luz vermelha. Ao passar por um prisma, essa

Luz se subdividia em diferentes comprimentos

De onda e freqüência, caracterizando um

Espectro luminoso descontínuo.

A EXPLICAÇÃO

• Os elétrons estão movimentando ao redor do

Núcleo em órbitas de energia FIXA, QUANTI-

ZADA E ESTACIONÁRIA (AS CAMADAS).

• Ao receber energia, o elétron salta para uma

Camada mais externa (mais energética), ficando

Num estado EXCITADO.

• Ao retornar para uma camada menos energé-

Tica, libera parte da energia absorvida na forma

De ondas eletromagnética (LUZ), que pode ser

Visível, ou não.

Professor Fabiano Ramos Costa


BOHR

A ELETROSFERA• A energia do elétron, numa camada é sempre

A mesma.

• Só é permitido ao elétron movimentar-se na

Camada.

• Quanto mais afastada do núcleo, maior a

Energia da camada.

• Cada camada de energia possui uma quanti-

dade máxima de elétrons.

• A energia emitida pelo elétron corresponde à

diferença entre a energia das camadas de

origem e destino.

• Quanto maior a energia transportada, maior

Será a freqüência da onda eletromagnética.

• Retornos eletrônicos para a camada K,

liberação de luz no ULTRAVIOLETA.

• Retornos eletrônicos para a camada L,

liberação de luz no VISÍVEL.

•Retornos eletrônicos para a camada M,

liberação de luz no INFRAVERMELHO.

K L M N O P Q

2 8 18 32 32 18 8


SOMMERFELD

A ELETROSFERA• Para átomos com mais de um elétron,

Ao se ampliar as raias luminosas, subdivisões

Apareciam, caracterizando que o elétron, ao

Retornar para a camada, não voltava

Exatamente para a camada, mas para bem

Próximo dela, emitindo ondas eletromagnéticas

Com energias bem próximas umas das outras.

• Os átomos multieletrônicos devem possuir

Subcamadas ou subníveis de energia, caracte-

rizados por órbitas elípticas, além das circulares,

segundo o modelo de Bohr.

• Em cada nível só pode existir uma órbita

circular, as outras são elípticas.

? Feixe de

Luz

Espectro

Descontínuo

Ampliação

MODELOS ATÔMICOS LINHA DO TEMPO

Teoria dos

Quatro

Elementos;

Água,

Ar,

Fogo,

Terra

Teoria

Atômica:

Demócrito

Leucipo

John

Dalton

1º Modelo

Atômico

Experimental

J. J.

Thomson

Introduziu

Cargas

Elétricas

No Modelo

Atômico

Ernerst

Rutherford

Modelo

Atômico

Nuclear

Niels

Bohr

Camadas

Eletrônicas

Circulares

Sommerfeld

Camadas

Eletrônicas

Elípticas

Filósofos Gregos

a. C.

625 a.C.

Séc. IV a.C.

Átomos Maciços

Matéria Contínua

Átomos Nucleados

Matéria Descontínua

Séc. V a.C. 1803 1897 1911 1913 1925


ATUAL (ORBITAL)

Problemas Acerca do Modelo de Bohr

• 1924 – Louis de Broglie: Dualidade da Matéria

Toda e qualquer massa pode se comportar

como onda.

• Heisenberg: Princípio da Incerteza

É impossível determinar ao mesmo tempo a

posição e a velocidade do elétron.

• Schrödinger: Orbitais

O elétron, como onda, pode ser encontrado ao

redor do núcleo em regiões de máxima

Probabilidade (orbital).


ATUAL (ORBITAL)

ESTUDO DOS ORBITAIS

• Em cada orbital só há, no máximo, 2 elétrons,

representados por meia-seta para cima e

meia-seta para baixo (spins). Os elétrons

obrigatoriamente têm de possuir spins opostos.

• Os orbitais se combinam formando os

subníveis.

• Os subníveis se combinam formando as

camadas.

2s6p

10d

14f

PARA COLOCAR OS SUBNÍVEIS EM

ORDEM CRESCENTE DE ENERGIA NAS

CAMADAS UTILIZAREMOS O DIAGRAMA

DE LINUS PAULING


ATUAL (ORBITAL)DIAGRAMA DE LINUS PAULING • Coloca os subníveis em ordem crescente de

Energia.

7p 7s

6d 6p 6s

5f 5d 5p 5s

4f 4d 4p 4s

3d 3p 3s

2p 2s

1s 21s 22s2632 sp

26 43 sp2610 5s4p3d

2610 654 spd261014 7654 spdf

61014 765 pdf


ATUAL (ORBITAL)

CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA

• Fazer a configuração eletrônica do crômio,

possuidor de 24 elétrons na sua eletrosfera.

7p 7s

6d 6p 6s

5f 5d 5p 5s

4f 4d 4p 4s

3d 3p 3s

2p 2s

1s

21s 22s2632 sp

26 43 sp43d

53d

14s

2 4 1 5sd sd


ATUAL (ORBITAL)


• Fazer a distribuição eletrônica do cobre,


7p 7s

6d 6p 6s

5f 5d 5p 5s

4f 4d 4p 4s

3d 3p 3s

2p 2s

1s

21s 22s2632 sp

26 43 sp93d

103d14s

2 9 1 10sd sd


ATUAL (ORBITAL)


• Fazer a distribuição eletrônica do Ferro,


7p 7s

6d 6p 6s

5f 5d 5p 5s

4f 4d 4p 4s

3d 3p 3s

2p 2s

1s

21s 22s2632 sp

26 43 sp63d

MODELOS ATÔMICOS REPRESENTANDO UM ÁTOMO

NÚMERO ATÔMICO

• Indica o total de prótons no núcleo de

um átomo.

• É representado pela letra “Z”, maiúscula.

NÚMERO DE MASSA

• É calculada através da somados do

total de prótons com o total de nêutrons

No núcleo do átomo.

•É representado pela letra “A”, maiúscula.

O nêutron foi descoberto em 1932 pelo físico inglês Chadwick.

REPRESENTANDO UM ÁTOMO

argA C a

Z X

MODELOS ATÔMICOS REPRESENTANDO UM ÁTOMO

Z = 20

40

20Ca A = 40 nº = 20

p+ = 20 e- = 20• Total de prótons = total elétrons.

• ÁTOMO NEUTRO.

Z = 19

39 1

19 K A = 39 nº = 20

p+ = 19 e- = 18• Total de prótons > total elétrons.

• ÍON POSITIVO = CÁTION.

• e- = Z(P) – carga, e-=19-1=18

Z = 16

32 2

16 S A = 32 nº = 16

p+ = 16 e- = 18• Total de prótons < total elétrons.

• ÍON NEGATIVO = ÂNION.

•e- = Z(P) – carga, e-=16-(-2)=18

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