Tema:

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

PRÉ-VESTIBULAR

“UNIVERSIDADE PARA TODOS”

Profº: Márcio Bandeira

QUÍMICA

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

• Teoria Filosófica.

• Aristóteles e Platão.

• Teoria dos quatro elementos.

• Filosofia Atômica.

• Leucipo e Demócrito.

• ÁTOMOS.

• À + TOMOS.

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

MODELOS ATÔMICOS

• John Dalton.

• Postulados:

I. A matéria é formada por partículas extremamente pequenas chamadas átomos;

II. Os átomos são esferas maciças, indestrutíveis e intransformáveis;

III. Átomos que apresentam mesmas propriedades (tamanho, massa e forma)

constituem um elemento químico;

IV. Átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes;

V. Os átomos podem se unir entre si formando “átomos compostos”;

VI. Uma reação química nada mais é do que a união e separação de átomos.

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

LEIS PONDERAIS.

• Proust.

• Lei das proporções constantes.

"A proporção, em massa, dos elementos que participam da

composição de uma substância é sempre constante e independente do

processo químico pelo qual a substância é obtida."

• Lavoisier.

• Lei da conservação da massa.

"Numa reação química que ocorre num sistema fechado, a massa total

antes da reação é igual à massa total após a reação".

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIAMODELO ATÔMICO DE DALTON.

BOLA DE BILHAR

Maciça;

Indivisível;

Esférica.

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

Descoberta da natureza

elétrica da matéria.

Cargas opostas se atraem

e cargas iguais se

repelem.

Descoberta do ELÉTRON – Partícula subatômica

com carga elétrica negativa.

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

MODELO ATÔMICO DE THOMSON.

Neste modelo, concebido em

1904, o átomo é constituído por uma

esfera de carga elétrica positiva, na

qual

estão imersos os elétrons com carga

elétrica negativa.

PUDIM DE PASSAS

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

Descoberta dos PRONTONS – Partícula subatômica com

carga elétrica positiva.

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD.

Neste modelo, concebido em

1911, o átomo é constituído

por um núcleo, portador de

carga elétrica positiva, à volta

do qual rodam os

elétrons, descrevendo órbitas

elípticas.

O átomo seria um imenso vazio, no qual o

núcleo ocuparia uma pequena

parte, enquanto que os elétrons o

circundariam numa região negativa

chamada de eletrosfera, modificando

assim, o modelo atômico proposto por

Thomson.

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

MODELO ATÔMICO DE BOHR

POSTULADO:

1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias ao redor

do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia.

2º postulado: Fornecendo energia (elétrica, térmica, ....) a um átomo, um ou

mais elétrons a absorvem e saltam para níveis mais afastados do núcleo. Ao

voltarem as suas órbitas originais, devolvem a energia recebida em forma de

luz.

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

MODELO ATÔMICO DE BOHR

Neste modelo, concebido em 1913, o átomo é constituído por um

núcleo, tal como no modelo de Rutherford, mas em que os elétrons

se movem em órbitas circulares em torno do

núcleo, correspondendo a cada uma delas um nível de energia. Os

elétrons podem passar de uma órbita para outra por absorção ou

emissão de energia.

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIANÚMERO ATÔMICO E NÚMERO DE MASSA.

Z = Número de prótons.

A = Número de prótons + Número de nêutrons.

A = p + n ou A = Z + n

Número atômico = Z

Número de massa = A

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIAELEMENTO QUÍMICO E ISÓTOPOS.

Grupo de átomos que apresentam o mesmo númeroatômico.

ISÓTOPOS – Átomos com o mesmo número atômico ediferentes números de massa.

Exemplo:

1H - Prótio

2H - Deutério

3H - Trítio

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA.

Camadas ou Níveis de Energia

K, L, M, N, O, P, Q...

Número de Elétrons com camada

Fórmula: 2n2

1 – K = 2 . 12 = 2

2 – L = 2 . 22 = 8

3 – M = 2 . 32 = 18

4 – N = 2 . 42 = 32

5 – O = 2 . 52 = 50

6 – P = 2 . 62 = 72

7 – Q = 2 . 72 = 98

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

TEORIA QUÂNTICA.

De acordo com Max Planck (1900), quando uma partícula passa de

uma situação de maior para outra de menor energia ou vice-versa, a

energia é perdida ou recebida em "pacotes" que recebe o nome de

quanta (quantum é o singular de quanta).

O quantum é o pacote fundamental de energia e é indivisível.

Cada tipo de energia tem o seu quantum.

NÚMEROS QUÂNTICOS.

Subníveis:

s, p, d, f

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

NÚMEROS QUÂNTICOS

PRINCIPAL (N)

Indica o nível de energia do elétron

SECUNDÁRIO (l)

Está associado ao subnível de energia

s = 0, p = 1, d = 2, f = 3

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

NÚMEROS QUÂNTICOS

MAGNÉTICO (m)

SPIN (S)

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

CONFIGURAÇÃO ELETRONICA DE LINUS PAULING

1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10,

4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, 5d10, 6p6, 7s2, 5f14, 6d10.

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

DISTRIBUIÇÃO ELETRONICA

Níveis Camadas Subníveis Nº de elétrons

1 K 1s 2

2 L 2s 2p 8

3 M 3s 3p 3d 18

4 N 4s 4p 4d 4f 32

5 O 5s 5p 5d 6f 32

6 P 6s 6p 6d 18

7 Q 7s 2

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

MODELO ATÔMICO DE SOMMERFELD

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

MODELO ATÔMICO DE SOMMERFELD

Sommerfeld concluiu que os

elétrons de um mesmo

nível, ocupam órbitas de

trajetórias diferentes

(circulares e elípticas) a que

denominou de

subníveis, que podem ser de

quatro tipos: s , p , d , f .

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

Descoberta do NEUTRON – Partícula subatômica sem

carga elétrica.

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

CONFIGURAÇÃO ATÔMICA ATUAL

Os cientistas abandonaram a idéia de que o elétron descrevia uma trajetória

definida em torno do núcleo e passaram a admitir que existem zonas onde há

maior probabilidade de encontrar os elétrons, designadas por orbitais.

NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA

Modelo atômico atual.

Partículas subatômicas:

Prótons, elétrons e nêutrons.

Núcleo = prótons + nêutrons.

Eletrosfera = elétrons.

EXERCÍCIO

1) Uma das características do pensamento crítico é saber distinguir o possível do

absurdo. Justifique por que são absurdas as afirmativas apresentadas as afirmativas

apresentadas nos itens A e B.

A) Uma padaria recomenda seus produtos : "Pão sem química".

B) Um manual de aquariofilia comenta que não são necessários cuidados especiais

para fornecer oxigênio aos peixes e faz a seguinte observação: "O oxigênio encontra-se

dissolvido na água, por ser um dos elementos que a constitui.

EXERCÍCIO

2)(PUCRS/2-2001) Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr propôs um novo modelo

atômico, fundamentado na teoria dos quanta de Max Planck, estabelecendo alguns

postulados, entre os quais é correto citar o seguinte:

A) Os elétrons estão distribuídos em orbitais.

B) Quando os elétrons efetuam um salto quântico do nível 1 para o nível 3, liberam energia

sob forma de luz.

C) Aos elétrons dentro do átomo são permitidas somente determinadas energias que

constituem os níveis de energia do átomo.

D) O átomo é uma partícula maciça e indivisível.

E) O átomo é uma esfera positiva com partículas negativas incrustadas em sua superfície.

EXERCÍCIO

3) Num exercício escolar, um professor pediu a cada aluno que imaginasse um átomo

que tivesse o número atômico igual do seu número de chamada, e o número de

nêutrons duas unidades a mais que o número de prótons. O aluno nº 15 se esqueceu de

somar 2 para obter o número de nêutrons e conseqüentemente, dois alunos

imaginaram átomos isóbaros.

Determine os números de chamada dos alunos com quem esse fato ocorreu.

RESPOSTA DA QUESTÃO (3)

Sei que Z = p e que A = p + n Consequentimente A = Z + n.

Como n = Z + 2 então n = p + 2, temos:

1º aluno – A = 30, pois ele esqueceu de adcionar 2 no número atômico, ficando Z = n, logo Z =

15 e n = 15.

2º aluno – A = 30, pois estes são isobaros, com isso temos A = Z + n substituindo temos: 30

= Z + (Z + 2), como sugerido no enunciado, temos 30 = 2.Z + 2; 30 – 2 = 2.Z; 28 = 2.Z; Z = 14.

Conclusão: O 1º aluno possui número de chamada igual a 15 e o 2º alunos possui número de

chamada igual a 14.

Comprovação: A = 14 + (14 + 2) = 14 + 16 = 30 então A = 30 para o 2º aluno.