TEORIA ATÔMICA

A evolução dos modelos atômicos até Niels Bohr

Em 430 a.C, Leucipo formula a primeira teoria científicaEm 430 a.C, Leucipo formula a primeira teoria científicasobre a composição da matéria.sobre a composição da matéria.

Em 400 a.C, Demócrito confirma esta teoria de que a matéria éEm 400 a.C, Demócrito confirma esta teoria de que a matéria éconstituída por partículas minúsculas e indivisíveis:constituída por partículas minúsculas e indivisíveis:

Átomo

AS PRIMEIRAS IDÉIAS SOBRE A COMPOSIÇÃO DA MATÉRIA

(384 a.C. - 322 a.C.)

Aristóteles acreditava que a matéria era contínua e composta por:

O Modelo de Demócrito permaneceu na sombra durante mais de 20 séculos...

ArÁgua

Terra Fogo

Aristóteles rejeita o modelo de Demócrito

John Dalton nasceu em 6 DE

SETEMBRO de 1766 e faleceu em 27 de julho de

1844 na Inglaterra.

O PRIMEIRO MODELO

MODELO ATÔMICO DE DALTON (1808):

Os átomos seriam minúsculas esferas maciças, Os átomos seriam minúsculas esferas maciças, indivisíveis e invisíveis.indivisíveis e invisíveis.

Os átomos de um mesmo elemento químico Os átomos de um mesmo elemento químico apresentariam mesma massa.apresentariam mesma massa.

Numa reação química ocorreria um rearranjo de Numa reação química ocorreria um rearranjo de átomos, formando novas substâncias.átomos, formando novas substâncias.

Modelo Atômico de Dalton: "bola de bilhar".

A Ampola de Crookes• Assim, em 1875, William Crookes

construiu um tubo de vidro, o qual ficou conhecido como Ampola de Crookes (parecido como uma lâmpada) e nele colocou dois eletrodos: o cátodo (pólo negativo) e o ânodo (pólo positivo). Encheu o interior do tubo com um gás e o submeteu a uma descarga elétrica provocando a fluorescência (a lâmpada acende)

A Ampola de Crookes

• Quando ele acionava o gerador de elétrico, havia a produção de uma fluorescência na parede oposta ao catodo, a qual ele denominou de raios X.

• Ele colocou uma cruz e observou uma sombra na fluorescência da parede de vidro, só que de tamanho ampliado. Isso permitiu concluir que os raios se propagavam em linha reta,

Na terceira vez ele colocou um pequeno cata vento no meio da direção dos raios e observou que ele começava a girar provando assim que a fluorescência tinha massa

SEGUNDO MODELO

O modelo de J. J. THOMSON

J. J. THOMSON (1856 - 1940)

MODELO ATÔMICO DE THOMSON (1897)

• Utilizando a Ampola de Crookes, John Thomson descobriu a primeira partícula fundamental, o elétron (carga negativa).

• seu modelo atômico seria uma esfera de carga positiva na qual os elétrons, estão distribuídos mais ou menos uniformemente. A carga positiva está distribuída de forma homogênea, por toda a esfera. Seu modelo também é conhecido como o "modelo de pudim com passas".

Átomo de Thomson

• Para Thomson cada átomo seria: uma esfera com carga elétrica positiva e as partículas negativas os elétrons em volta

Modelo Atômico de Rutherford (1911)

   Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro (0,0001 mm) com

partículas "alfa" (núcleo de átomo de hélio: 2 prótons e 2 nêutrons), emitidas

pelo "polônio" (Po), contido num bloco de chumbo (Pb), provido de uma

abertura estreita, para dar passagem às partículas "alfa" por ele emitidas.

    Envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora revestida

de sulfeto de zinco (ZnS).

Esquema da Experiência de Rutherford (1911)

Modelo Atômico de Rutherford (1911)

Observando as cintilações na tela de ZnS, Rutherford verificou  que muitas partículas "alfa" atravessavam a lâmina de ouro, sem sofrerem desvio, e poucas partículas "alfa" sofriam desvio. Como as partículas "alfa" têm carga elétrica positiva, o desvio seria provocado por um choque com outra carga positiva, isto é, com o núcleo do átomo, constituído  por prótons.

MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD (1911)

O 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, de carga negativa.

DESCOBERTA DO NÊUTRON:

Em 1932 o físico inglês James Chadwick descobriu a terceira partícula fundamental, que por ter carga nula foi chamada de nêutron. O nêutron e o próton fazem parte do núcleo do átomo. O nêutron tem praticamente a mesma massa do próton.

Os nêutrons diminuem a repulsão entre os prótons, aumentando a estabilidade do núcleo. Dado: mpróton = mnêutron = 1836 melétron

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DAS PARTÍCULAS ATÔMICAS FUNDAMENTAIS:

Partícula atômica fundamental

Massa relativa (u)

Carga elétrica fundamental

(u.c.e.)

Elétron 1/1836 = 0 -1

Próton 1 +1

Nêutron 1 0

MODELO ATÔMICO CLÁSSICO:

O modelo atômico clássico é constituído de um núcleo, onde se encontram os prótons e nêutrons, e de uma eletrosfera, onde estão os elétrons orbitando em torno do núcleo.

NÚMERO ATÔMICO (Z):

É o número de prótons presentes no núcleo de um átomo.

Ele caracteriza cada elemento, ou seja elementos diferentes, terão números atômicos diferentes.

Z = n° de prótons.

NÚMERO DE MASSA (A):

É a soma do número de prótons com o número de nêutrons existentes no núcleo de um átomo.

A = np+ + nn° ou A = Z + NOnde: np+ = número de prótons = Z nn° = número de nêutrons = N

ELEMENTO QUÍMICO:

É o conjunto formado por átomos de mesmo número atômico (Z).

Atualmente conhecemos 118 elementos químicos, entre naturais e artificiais, com números atômicos variando de 1 a 118.

Cada elemento químico corresponde um número atômico, que o identifica.

SÍMBOLO QUÍMICO:

É a representação gráfica de um elemento químico. O símbolo químico é a letra inicial, maiúscula, do seu nome latino seguida, quando necessário, de uma segunda letra minúscula do elemento.

Ao se representar um elemento químico, deve-se indicar, junto ao seu símbolo, seu número atômico (subscrito) e seu número de massa (sobrescrito). Exemplo genérico:

ZXA

Exemplo real: Carbono ( 6C12 )

DEFINIÇÃO DE ÍON:

Espécie química que apresenta o número de prótons diferente do número de elétrons. Por esse motivo o íon tem carga elétrica.

Um átomo neutro (np+ = ne-) pode perder elétrons, formando um íon positivo ou cátion.

Um átomo neutro (np+ = ne-) pode ganhar elétrons, formando um íon negativo ou ânion.

CÁTION OU ÍON POSITIVO:

É quando o número de prótons é maior que o número de elétrons (np+ > ne-)

Exemplo: o elemento Sódio ( Na):

Na (11p+, 11e-) → Na+ (11p+, 10e-)

ÂNION OU ION NEGATIVO:

É quando o número de prótons é menor que o número de elétrons (np+ < ne-).

Exemplo: o elemento Flúor (F):

F (9p+, 9e-) → F- (9p+, 10e-)

SEMELHANÇAS SEMELHANÇAS ATÔMICASATÔMICAS

ISÓTOPOS, ISÓBAROS, ISÓTONOS E ISÓTOPOS, ISÓBAROS, ISÓTONOS E ISOELETRÔNICOSISOELETRÔNICOS

ISÓTOISÓTOPPOSOS• ÁTOMOS QUE APRESENTAM O MESMO

NÚMERO ATÔMICO, MAS APRESENTAM DIFERENTES NÚMEROS DE MASSA

ISÓTOPOS DO HIDROGÊNIOISÓTOPOS DO HIDROGÊNIO

99,985 % 0,015 % 10-7 %

ISÓBISÓBAAROSROS• ÁTOMOS QUE APRESENTAM DIFERENTES

NÚMEROS ATÔMICOS, MAS QUE POSSUEM O MESMO NÚMERO DE MASSA.

• No exemplo abaixo, ambos apresentam A=40.

Ca4040

44444444

20Ar

40

18

ISÓTOISÓTONNOSOS

• ÁTOMOS QUE APRESENTAM O MESMO NÚMERO DE NÊUTRONS, MAS DIFERENTES NÚMEROS ATÔMICOS E DE MASSA

Mg26

12Si

28

14

N = 26 -12 = 14 N = 28 -14 = 14

ISOISOELEELETRÔNICOSTRÔNICOS• ÁTOMOS E ÍONS QUE APRESENTAM A MESMA

QUANTIDADE DE ELÉTRONS

Na+23

11O-2

16

8

P = 11

N = 12

E = 10

P = 8

N = 8

E = 10

Modelo Atômico de Bohr

• De acordo com o modelo atômico  proposto por Rutherford, os elétrons ao girarem  ao redor do núcleo, com o tempo perderiam energia, e se chocariam com o mesmo.

• Como o átomo é uma estrutura estável, Niels Bohr formulou uma teoria (1913) sobre o movimento dos elétrons, fundamentado na Teoria Quântica da Radiação (1900) de Max Planck.

  Os Postulados  de BohrA teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes postulados:

1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias ao redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia.

(Níveis de Energia ou Camadas Eletrônicas)

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 (emite um

fóton de luz ). (Salto Quântico)

Camadas Eletrônicas ou Níveis de Energia de Bohr:

A eletrosfera está dividida em 7 camadas eletrônicas designadas por:

K, L, M, N, O, P, Q.Número máximo de

elétrons por camada:

K L M N O P Q

2 8 18 32 32 18 8

Distribuição eletrônica por camadas:

Regras para se efetuar a distribuição:1ª regra: os elétrons devem ser distribuidos de

modo a completar cada camada eletrônica, iniciando-se pela camada K.

2ª regra: a última camada não pode ter mais do que 8 elétrons.

3ª regra: a penúltima camada não pode ter mais do que 18 elétrons.

Exemplo de distribuição eletrônica:

Para o átomo neutro de Sódio (Z=11):

Ele tem 11 prótons e 11 elétrons.

Distribuindo os 11 elétrons pelas K, L e M.

K L M N O P Q

2 8 1

CAMADA DE VALÊNCIA (CV):

Camada ou nível de valência é a última camada da eletrosfera de um átomo.

Por ser a última camada ela é a mais afastada do núcleo do átomo.

Para o átomo de Sódio, a camada de valência é a camada M, ele tem somente um elétron nesta camada.