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  • O que compõe o mundo que nos rodeia? Olhe a sua volta. Plantas, pedras, gente, computadores: de que tudo ・ feito? Ser ・ que existe um princ 厓 io comum? Se existe, como se faz para ter tanta coisa diferente? E em outras partes do universo, a mat 駻 ia se comp do mesmo jeito? Ao longo dos s 馗 ulos, os homens tentaram responder a essa pergunta. Na maioria das vezes, a busca era por entidades simples (os elementos) que, misturadas ou combinadas, formariam estruturas mais complexas. Essa lica ・ usada no ocidente pelo menos h ・ 25 s 馗 ulos e pode ser classificada cronologicamente nas abordagens antiga, medieval e moderna. No ocidente, a abordagem antiga ocorreu na Gr 馗 ia, atrav 駸 das ideias de pensadores pr ・ socr 疸 icos, posteriormente documentadas e aprimoradas por Aristeles (469 AC–399 AC). Segundo ele, as entidades simples eram os quatro elementos Terra, Fogo, チ gua e Ar, entremeados pelas qualidades opostas 伹 ido/seco e quente/frio. Voc ・ poder ・ visualizar a figura que representa os quatro elementos da Gr 馗 ia antiga e suas qualidades em http://en.wikipedia.org/wiki/Classical_elements. A ideia dos quatro elementos persistiu como principal base do pensamento no ocidente at ・ a Idade M 馘 ia. A Igreja, a Medicina e os Alquimistas (dentre outros) utilizaram e adaptaram as teorias dos antigos gregos. Os elementos da Gr 馗 ia antiga t 麥 um significado diferente do que entendemos hoje por elementos qu 匇 icos. Os quatro elementos e suas qualidades s 縊 arqu 騁 ipos utilizados para explicar a exist 麩 cia e . 4 . Sala de Leitura Estrutura Atômica o comportamento da mat 駻 ia, enquanto os elementos qu 匇 icos modernos s 縊 entidades concretas, que podem ser separadas e identificadas atrav 駸 do m 騁 odo cient 凬 ico. Modernamente, os elementos qu 匇 icos s 縊 as entidades fundamentais que, combinados ou misturados, formam toda a mat 駻 ia que se conhece. Eles foram isolados ao longo de s 馗 ulos e organizados primeiramente por Mendeleev em uma tabela periica. Voc ・ poder ・ visualizar a figura da tabela periica moderna em http://www.elementsdatabase.com. A imagem encontra-se com o t 咜 ulo Periodic Table of Elements. Breve história dos elementos químicos Os alquimistas1 desempenharam um importante papel na histia da Qu 匇 ica, principalmente por aliarem aos princ 厓 ios filosicos a parte experimental. Praticada em diferentes culturas e desenvolvida ao longo de mil 麩 ios, a alquimia buscava principalmente (mas n 縊 somente) a transforma 鈬 o de metais comuns em ouro ou prata (transmuta 鈬 o) e o elixir da vida. Em 1661, em sua histica publica 鈬 o The Sceptical Chymist2, o cientista irland 黌 Robert Boyle baseia-se em experimentos para provar que a mat 駻 ia n 縊 pode ser formada pelos cl 疽 sicos quatro elementos e apresenta a hipese que a mat 駻 ia ・ formada por 疸 omos e seus agrupamentos em movimento. Todos os fenenos qu 匇 icos eram resultado das coliss dessas part 兤 ulas. Al 駑 do car 疸 er cient 凬 ico da obra, Boyle reivindica que a Qu 匇 ica n 縊 deveria mais ser subserviente ・ Medicina e ・ Alquimia, e que deveria ser elevada ao status de ci 麩 cia. E ainda afirma, categoricamente, que qualquer teoria deveria ser provada experimentalmente antes de ser considerada verdadeira. Isaac Newton apoiava as ideias de Boyle e construiu sua prria teoria da natureza corpuscular da mat 駻 ia. 1 Alquimia (Al-kimiya) ・ uma palavra de origem 疵 abe, os primeiros alquimistas a buscarem a Pedra Filosofal que chamavam de “Kimiya”, influ 麩 cia da palavra eg 厓 cia “khem”, que significa terra negra, por sua vez sinimo de vida, j ・ que terra negra nos desertos do Egito (onde provavelmente surgiu a alquimia em 5000 a.C.) representava terra f 駻 til. O prefixo Al ・ o artigo “a”. 2 Obra dispon 咩 el na 匤 tegra e em formato original em: http://oldsite.library.upenn.edu/etext/collections/science/boyle/chymist/index.html . 5 . Sala de Leitura Estrutura Atômica Voc ・ poder ・ visualizar a figura com a capa da publica 鈬 o de Boyle (1661) em http://en.wikipedia.org/wiki/The_Sceptical_Chymist. Em 1785, o qu 匇 ico franc 黌 Antoine-Laurent de Lavoisier, ap numerosos e cuidadosos experimentos quantitativos, provou que o ar n 縊 era um elemento e sim formado por elementos: “oxig 麩 io” e “azoto”. Tamb 駑 demonstrou que a 疊 ua poderia ser decomposta em “hidrog 麩 io” e “oxig 麩 io”. Enfim, enuncia uma das mais importantes leis da Qu 匇 ica, a Lei da Conserva 鈬 o da Massa. Em seguida, em 1789, baseado em seus experimentos, Lavoisier desenvolve a primeira lista moderna de elementos qu 匇 icos, composta de 33 elementos (subst 穗 cias simples) devidamente classificados, incluindo a luz e o calico3. Entre 1797 e 1804, o qu 匇 ico franc 黌 Joseph Proust realizou uma s 駻 ie de experimentos quantitativos e em 1806 estabeleceu a lei das propor 鋏 es definidas. Por volta de 1818, o cientista sueco Js Jakob Berzelius descobriu mais elementos, aumentando para 49 o n 伹 ero de elementos aceitos na 駱 oca. Refor 輟 u a Lei das Propor 鋏 es Definidas e determinou experimentalmente as massas relativas de 45 elementos. Uma das suas maiores contribui 鋏 es para a Qu 匇 ica foi a nomenclatura moderna dos elementos baseada em letras, ao inv 駸 de s 匇 bolos gr 畴 icos. Em 1869, o qu 匇 ico russo Dmitri Mendeleev apresentou para a Sociedade Qu 匇 ica da R 俍 sia a sua Tabela Periica. Baseado em experimentos que mediam as propriedades qu 匇 icas dos elementos conhecidos, ele os classificou em forma de tabela. A tabela de Mendeleev ainda previa a exist 麩 cia de novos elementos que foram descobertos posteriormente. Atualmente existem 118 elementos na tabela periica, sendo que o elemento 117 ainda n 縊 foi sintetizado. O que compõe o mundo que nos rodeia? Olhe a sua volta. Plantas, pedras, gente, computadores: de que tudo ・ feito? Ser ・ que existe um princ 厓 io comum? Se existe, como se faz para ter tanta coisa diferente? E em outras partes do universo, a mat 駻 ia se comp do mesmo jeito? Ao longo dos s 馗 ulos, os homens tentaram responder a essa pergunta. Na maioria das vezes, a busca era por entidades simples (os elementos) que, misturadas ou combinadas, formariam estruturas mais complexas. Essa lica ・ usada no ocidente pelo menos h ・ 25 s 馗 ulos e pode ser classificada cronologicamente nas abordagens antiga, medieval e moderna. No ocidente, a abordagem antiga ocorreu na Gr 馗 ia, atrav 駸 das ideias de pensadores pr ・ socr 疸 icos, posteriormente documentadas e aprimoradas por Aristeles (469 AC–399 AC). Segundo ele, as entidades simples eram os quatro elementos Terra, Fogo, チ gua e Ar, entremeados pelas qualidades opostas 伹 ido/seco e quente/frio. Voc ・ poder ・ visualizar a figura que representa os quatro elementos da Gr 馗 ia antiga e suas qualidades em http://en.wikipedia.org/wiki/Classical_elements. A ideia dos quatro elementos persistiu como principal base do pensamento no ocidente at ・ a Idade M 馘 ia. A Igreja, a Medicina e os Alquimistas (dentre outros) utilizaram e adaptaram as teorias dos antigos gregos. Os elementos da Gr 馗 ia antiga t 麥 um significado diferente do que entendemos hoje por elementos qu 匇 icos. Os quatro elementos e suas qualidades s 縊 arqu 騁 ipos utilizados para explicar a exist 麩 cia e . 4 . Sala de Leitura Estrutura Atômica o comportamento da mat 駻 ia, enquanto os elementos qu 匇 icos modernos s 縊 entidades concretas, que podem ser separadas e identificadas atrav 駸 do m 騁 odo cient 凬 ico. Modernamente, os elementos qu 匇 icos s 縊 as entidades fundamentais que, combinados ou misturados, formam toda a mat 駻 ia que se conhece. Eles foram isolados ao longo de s 馗 ulos e organizados primeiramente por Mendeleev em uma tabela periica. Voc ・ poder ・ visualizar a figura da tabela periica moderna em http://www.elementsdatabase.com. A imagem encontra-se com o t 咜 ulo Periodic Table of Elements. Breve história dos elementos químicos Os alquimistas1 desempenharam um importante papel na histia da Qu 匇 ica, principalmente por aliarem aos princ 厓 ios filosicos a parte experimental. Praticada em diferentes culturas e desenvolvida ao longo de mil 麩 ios, a alquimia buscava principalmente (mas n 縊 somente) a transforma 鈬 o de metais comuns em ouro ou prata (transmuta 鈬 o) e o elixir da vida. Em 1661, em sua histica publica 鈬 o The Sceptical Chymist2, o cientista irland 黌 Robert Boyle baseia-se em experimentos para provar que a mat 駻 ia n 縊 pode ser formada pelos cl 疽 sicos quatro elementos e apresenta a hipese que a mat 駻 ia ・ formada por 疸 omos e seus agrupamentos em movimento. Todos os fenenos qu 匇 icos eram resultado das coliss dessas part 兤 ulas. Al 駑 do car 疸 er cient 凬 ico da obra, Boyle reivindica que a Qu 匇 ica n 縊 deveria mais ser subserviente ・ Medicina e ・ Alquimia, e que deveria ser elevada ao status de ci 麩 cia. E ainda afirma, categoricamente, que qualquer teoria deveria ser provada experimentalmente antes de ser considerada verdadeira. Isaac Newton apoiava as ideias de Boyle e construiu sua prria teoria da natureza corpuscular da mat 駻 ia. 1 Alquimia (Al-kimiya) ・ uma palavra de origem 疵 abe, os primeiros alquimistas a buscarem a Pedra Filosofal que chamavam de “Kimiya”, influ 麩 cia da palavra eg 厓 cia “khem”, que significa terra negra, por sua vez sinimo de vida, j ・ que terra negra nos desertos do Egito (onde provavelmente surgiu a alquimia em 5000 a.C.) representava terra f 駻 til. O prefixo Al ・ o artigo “a”. 2 Obra dispon 咩 el na 匤 tegra e em formato original em: http://oldsite.library.upenn.edu/etext/collections/science/boyle/chymist/index.html . 5 . Sala de Leitura Estrutura Atômica Voc ・ poder ・ visualizar a figura com a capa da publica 鈬 o de Boyle (1661) em http://en.wikipedia.org/wiki/The_Sceptical_Chymist. Em 1785, o qu 匇 ico franc 黌 Antoine-Laurent de Lavoisier, ap numerosos e cuidadosos experimentos quantitativos, provou que o ar n 縊 era um elemento e sim formado por elementos: “oxig 麩 io” e “azoto”. Tamb 駑 demonstrou que a 疊 ua poderia ser decomposta em “hidrog 麩 io” e “oxig 麩 io”. Enfim, enuncia uma das mais importantes leis da Qu 匇 ica, a Lei da Conserva 鈬 o da Massa. Em seguida, em 1789, baseado em seus experimentos, Lavoisier desenvolve a primeira lista moderna de elementos qu 匇 icos, composta de 33 elementos (subst 穗 cias simples) devidamente classificados, incluindo a luz e o calico3. Entre 1797 e 1804, o qu 匇 ico franc 黌 Joseph Proust realizou uma s 駻 ie de experimentos quantitativos e em 1806 estabeleceu a lei das propor 鋏 es definidas. Por volta de 1818, o cientista sueco Js Jakob Berzelius descobriu mais elementos, aumentando para 49 o n 伹 ero de elementos aceitos na 駱 oca. Refor 輟 u a Lei das Propor 鋏 es Definidas e determinou experimentalmente as massas relativas de 45 elementos. Uma das suas maiores contribui 鋏 es para a Qu 匇 ica foi a nomenclatura moderna dos elementos baseada em letras, ao inv 駸 de s 匇 bolos gr 畴 icos. Em 1869, o qu 匇 ico russo Dmitri Mendeleev apresentou para a Sociedade Qu 匇 ica da R 俍 sia a sua Tabela Periica. Baseado em experimentos que mediam as propriedades qu 匇 icas dos elementos conhecidos, ele os classificou em forma de tabela. A tabela de Mendeleev ainda previa a exist 麩 cia de novos elementos que foram descobertos posteriormente. Atualmente existem 118 elementos na tabela periica, sendo que o elemento 117 ainda n 縊 foi sintetizado.
  • Raioscatódicose elétrons •A voltagemfazcom quepartículasnegativasse desloquemdo eletrodonegativoparao eletrodopositivo.•A trajetóriados elétronspodeser alteradapelapresençade um campo magnético. •Considereosraioscatódicossaindodo eletrodopositivoatravésde um pequenoorifício.–Se elesinteragiremcom um campo magnéticoperpendicular a um campo elétricoaplicado, osraioscatódicospodemsofrerdiferentesdesvios. A quantidadede desviodos raioscatódicosdependedos camposmagnéticoe elétricoaplicados.–Porsuavez, a quantidadedo desviotambémdependedaproporçãocarga-massado elétron. •Em1897, Thomson determinouquea proporçãocarga-massade um elétroné1,76 ×108C/g.•Objetivo: encontrara cargano elétronparadeterminarsuamassa. Considereo seguinteexperimento:•Gotasde óleosãoborrifadassobreumachapacarregadapositivamentecontendoum pequenoorifício. •Àmedidaqueas gotasde óleopassamatravésdo orifício, elassãocarregadasnegativamente.•A gravidadeforçaas gotasparabaixo. O campo elétricoaplicadoforçaas gotasparacima.•Quandoumagotaestáperfeitamenteequilibrada, seupeso éigualàforçade atraçãoeletrostáticaentrea gotae a chapapositiva.
  • Raioscatódicose elétrons •A voltagemfazcom quepartículasnegativasse desloquemdo eletrodonegativoparao eletrodopositivo.•A trajetóriados elétronspodeser alteradapelapresençade um campo magnético. •Considereosraioscatódicossaindodo eletrodopositivoatravésde um pequenoorifício.–Se elesinteragiremcom um campo magnéticoperpendicular a um campo elétricoaplicado, osraioscatódicospodemsofrerdiferentesdesvios. A quantidadede desviodos raioscatódicosdependedos camposmagnéticoe elétricoaplicados.–Porsuavez, a quantidadedo desviotambémdependedaproporçãocarga-massado elétron. •Em1897, Thomson determinouquea proporçãocarga-massade um elétroné1,76 ×108C/g.•Objetivo: encontrara cargano elétronparadeterminarsuamassa. Considereo seguinteexperimento:•Gotasde óleosãoborrifadassobreumachapacarregadapositivamentecontendoum pequenoorifício. •Àmedidaqueas gotasde óleopassamatravésdo orifício, elassãocarregadasnegativamente.•A gravidadeforçaas gotasparabaixo. O campo elétricoaplicadoforçaas gotasparacima.•Quandoumagotaestáperfeitamenteequilibrada, seupeso éigualàforçade atraçãoeletrostáticaentrea gotae a chapapositiva.
  • Raioscatódicose elétrons •A voltagemfazcom quepartículasnegativasse desloquemdo eletrodonegativoparao eletrodopositivo.•A trajetóriados elétronspodeser alteradapelapresençade um campo magnético. •Considereosraioscatódicossaindodo eletrodopositivoatravésde um pequenoorifício.–Se elesinteragiremcom um campo magnéticoperpendicular a um campo elétricoaplicado, osraioscatódicospodemsofrerdiferentesdesvios. A quantidadede desviodos raioscatódicosdependedos camposmagnéticoe elétricoaplicados.–Porsuavez, a quantidadedo desviotambémdependedaproporçãocarga-massado elétron. •Em1897, Thomson determinouquea proporçãocarga-massade um elétroné1,76 ×108C/g.•Objetivo: encontrara cargano elétronparadeterminarsuamassa. Considereo seguinteexperimento:•Gotasde óleosãoborrifadassobreumachapacarregadapositivamentecontendoum pequenoorifício. •Àmedidaqueas gotasde óleopassamatravésdo orifício, elassãocarregadasnegativamente.•A gravidadeforçaas gotasparabaixo. O campo elétricoaplicadoforçaas gotasparacima.•Quandoumagotaestáperfeitamenteequilibrada, seupeso éigualàforçade atraçãoeletrostáticaentrea gotae a chapapositiva.

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  • 1. ESTRUTURA ATÔMICA
  • 2. O que você precisa saber ao final deste assunto? Conhecer e diferenciar os Modelos Atômicos; Identificar as principais características das partículas subatômicas; Classificar os átomos como Isótopos, isóbaros, isótonos eisoeletrônicos; Identificar o Modelo atômico de Bohr e de Sommerfeld; Conhecer as camadas eletrônicas utilizando o diagrama de LinusPauling;
  • 3. O que é um modelo? Ao longo dos séculos XIX e XX, várioscientistas “imaginaram” modelos do átomo. Esses modelos explicavam alguns resultados experimentais e possibilitavam a realização de previsões sobre o átomo. À medida que algo novo era descoberto, “desenhava-se” um novo modelo que apresentava mais detalhes e era mais complexo.
  • 4. A evolução do conceito de átomose desenvolveu Baseando-se em modelos! Vamos conhecer essa História...
  • 5. Mais de 2000 anos depois... Dalton em 1808Para Dalton, os átomos eram:• partículas fundamentais que compunhama matéria;• indivisíveis e não poderiam ser criadosou destruídos. John DaltonOs átomos de um mesmo elemento são (1766-1844) idênticos em todos os aspectos. Todas as coisas são formadas pela associação entre esses diferentes átomos.
  • 6. O átomo é uma partícula esférica, maciça eindivisível. Como é uma bola de bilhar! Seu modelo foi denominado: “modelo das bolhas de bilhar”.
  • 7. Uma revisão FÍSICACargas opostas se atraem! Cargas iguais se repelem!
  • 8. Noventa anos após Dalton... Thomson em 1897 A descoberta do elétron!Afirmou que: “o átomo não é indivisívelcomo dizia Dalton!”Como ele comprovou isso? Joseph John Thomson (1856-1940) Usando o tubo de raios catódicos.
  • 9. O tubo de raios catódicos. Para bomba de vácuo Joseph John Thomson Placas eletricamente carregadasCatodo Anodo Alta voltagem
  • 10. Os raios eram (-) pois desviavam-se para o pólo positivo (placa no desenho). Os raios foram chamados de elétrons. A sugestão do nome elétrons foi feita pelo cientista irlandês George Johnstone Stoney (1826–1911), que considerou os corpúsculos de Thomson os átomos da eletricidade.http://www.metasynthesis.com
  • 11. Na Grécia Antiga:500 a.C.: Anaxágoras - toda matéria é infinitamentedivisível.Leucipo (470 a.C.) – Criador das idéias atomísticas. Na Grécia Antiga:Demócrito (450 a.C.) – Denominou a partícula fundamental de Leucipo. Leucipo (470 a.C.) e Demócrito (450 a.C.) - Segundo eles, dividindo-se sucessivamente um material poderia-se chegar a uma unidade indivisível - o átomo. E disseram também que tudo o que vemos é feito de átomos. Demócrito (460 – 370 A.C.)
  • 12. Noventa anos após Dalton... Thomson em 1897Propôs que os raios eram carregados negativamente. Logo o átomo não é indivisível! O átomo era uma massa homogênea e positiva com elétrons mergulhados por ele. Modelo do pudim de passas
  • 13. Vamos Praticar1. Em 1808, John Dalton publicou um livro apresentando sua teoria sobre aconstituição atômica da matéria. O seu trabalho foi amplamente debatido pelacomunidade científica e, apesar de ser criticado por físicos famosos da época, apartir da segunda metade o século XX os químicos começaram a se convencer.Sobre a teoria atômica de Dalton, julgue os itens e assinale a alternativa correta.a) O átomo seria a menor entidade formadora de todas as substâncias.b) O átomo poderia ser dividido em pelo menos outras duas partículas, estas queseriam indivisíveis.c) O que caracterizava um elemento químico era o número de elétrons.d) As substâncias seriam formadas por átomos e todos teriam massas iguais.e) Dalton verificou propriedades elétricas nos átomos. Clique aqui para ver a resposta
  • 14. Vamos Praticar2. Assinale a alternativa que corresponde ao átomo de Thomson.a) Sugeriu que um átomo poderia ser uma esfera carregada positivamente naqual alguns elétrons estão incrustados.b) O átomo é indivisível.c) Sua teoria explicou com sucesso porque a massa é conservada nas reaçõesquímicas.d) Um átomo poderia ser composto por um pequeníssimo núcleo carregadopositivamente (no centro do átomo) rodeado por uma região comparativamentemaior contendo os elétrons.e) o átomo consistia em um pequeno núcleo rodeado por um grande volume noqual os elétrons estão distribuídos. Clique aqui para ver a resposta
  • 15. Oitenta anos após Dalton... Goldstein em 1886 A descoberta dos raios canais!Afirmou que: “os átomos contém minúsculas partículascom carga Concluiu ele comprovou Como que os raios canais positiva.” isso? são carregados positivamente.Porque ele sugeriu isso? Como os átomos contém partículas negativas (os Usando o tubo de elétrons), eles devem conter partículas positivas raios canais. para que sejam eletricamente neutros.
  • 16. Por volta de cem anos após Dalton... RutherfordA descoberta do próton! Comprovou que os raios canais de Goldstein eram os prótons (partículas positivas).Kotz, J. C., et al, Química Geral e Reações Químicas, SP, Cengage Learning, 2009.
  • 17. Recapitulando...Dalton - modelo das bolas de bilhar. O átomo era uma bolamaciça e indivisível. Thomson – modelo do pudim de passas. O átomo era uma esfera positiva com partículas negativas denominadas elétrons. Goldstein – sugeriu os raios canais. Rutherford – comprovou que os raios canais eram partículas positivas no átomo que foram denominadas prótons.
  • 18. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911Desejava descobrir se havia algo maciço no átomo.Para isso ele borbardeou o átomo com partículas α . Comprovou que o átomo não é maciço. Como ele fez isso? Veremos...
  • 19. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911 Folha de ouro com Feixe de espessura de 0,0001cmpartículas α Tela fluorescente Fonte de partículas α (polônio) em um cubo de chumbo
  • 20. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911
  • 21. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911Conclusões de Rutherford sobre este experimento: O átomo não é indivisível; A maior parte da massa se encontra no centro doátomo (núcleo); Ao redor do núcleo estão os elétrons, na eletrosfera; O raio do átomo de ouro é dez mil vezes maior que oraio do seu núcleo;
  • 22. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911 os elétrons orbitavam o núcleo da mesma forma queos planetas orbitam em torno do sol.
  • 23. 125 anos após Dalton... James Chadwick em 1932A descoberta do nêutron! Fez experimentos com material radioativo e concluiu que haviam James Chadwick partículas sem carga (1891-1974) no núcleo do átomo.
  • 24. O Modelo Atômico de Rutherford após a descoberta dos nêutrons Eletrosfera possui elétrons (negativos)Núcleo possui prótons (positivos) e nêutrons (carga nula)
  • 25. Vamos Praticar3. EEAR - Para explicar os resultados experimentais que obteve ao incidir partículasα sobre uma lâmina muito delgada de ouro, Rutherford propôs a existência donúcleo: um reduzidíssimo volume onde praticamente se concentra toda a massa doátomo. A razão entre o diâmetro do átomo e o diâmetro de seu núcleo é:a) 104 b) 108 c) 10-19 d) 10-234. (UFSC) A palavra átomo é originária do grego e significa indivisível, ou seja,segundo os filósofos gregos, o átomo seria a menor partícula da matéria que nãopoderia ser mais dividida. Atualmente essa idéia não é mais aceita. A respeito dosátomos, é verdadeiro afirmar que:01. não podem ser destruídos02. são formados por, pelo menos, três partículas fundamentais04. possuem partículas positivas denominadas elétrons08. apresentam duas regiões distintas, o núcleo e a eletrosfera Clique aqui16. apresentam elétrons, cuja carga elétrica é negativa para ver a32. contêm partículas sem carga elétrica, os nêutrons resposta Soma ( )
  • 26. Vamos Praticar5. Na famosa experiência de Rutherford, no início do século XX, com a lâmina deouro, o(s) fato(s) que indicava(m) o átomo possuir um núcleo pequeno e positivofoi(foram):01. As partículas alfa foram atraídas pelo núcleo por que têm cargas negativas.02. Ao atravessar a lâmina, a maioria das partículas alfa sofreram desvio de suatrajetória.04. Um grande número de partículas alfa não atravessaria a lâmina.08. Um pequeno número de partículas alfa atravessando a lâmina sofreria desviode sua trajetória.16. A maioria das partículas alfa atravessaria os átomos da lâmina sem sofrerdesvio de sua trajetória.Indique as corretas.Soma ( )
  • 27. Enfim... Desde o átomo de Dalton até Rutherford foram descobertas as partículas subatômicas e suas massas e cargas foram determinadas e são apresentadas na tabela abaixo. Massa Carga Partícula relativa relativa Elétron 1/1836 -1 Próton 1 1 Nêutron 1 0
  • 28. Características do átomo Número Atômico – representado por ZÉ o número de prótons (p) no núcleo do átomo. Para um átomo neutro: Z = p = e (para átomo neutro) e Z = p (para íon) Um átomo é caracterizado por seu Z ou p. Então átomos diferentes terão Z diferente! Átomo neutro – Sem carga (nox). Exemplo: Na, ClÍon – Com carga (nox). Exemplo:Na+ (íon com carga, perdeu 1 elétron, denominado cátion).Cátion – átomo neutro que perdeu elétronsCl-1 (íon com carga negativa, ganhou 1 elétron, denominado ânion)Ânion – átomo neutro que ganhou elétrons
  • 29. Características do átomo Número de Massa - representado por AÉ a soma do número de prótons (p) com o número de nêutrons (n), isto é,o número de partículas que constituem o núcleo. Então: A=Z+nComo representar o átomo de Ferro? 26 Fe 56 26 Fe 56 56 Fe 26 Fe ou ou 26 ou 56 Determine o número de nêutrons do átomo de ferro. Onde Z = 26 e A = 56. Como no átomo neutro: Z = p = e, então no ferro Z = p = e = 26 A = Z + n ⇒ n = A – Z = 30
  • 30. Vamos praticar1) Determine os números de prótons, massa, atômico,elétrons e nêutrons dos átomos abaixo:a) 47Ag108b) 20Ca40c) 35Br80 Para conferir a resposta basta clicar aqui!
  • 31. Conceito de Elemento Químico Elemento Químico – São os átomos de mesmo número atômico (Z). Para se representar um elemento químico deve-se indicar seu símbolo, número atômico e número de massa. Representação do elemento químico Ferro 26 Fe 56 26 Fe 56 56 Fe 26 Fe ou ou 26 ou 56 OBS: Z é sempre menor que A, exceto em 1H1 (Z = A = 1)
  • 32. Semelhanças AtômicasÁtomos Isótopos – átomos com mesmo número de prótons. 1 H1 e 2H1 e 3H1Átomos Isótonos – átomos com mesmo número de nêutrons. C13 e 7N14 6Átomos Isóbaros – átomos com mesmo número de massa. Fe57 e 27Co57 26Átomos Isoeletrônicos – átomos com mesmo número de elétrons. 20Ca e 19K+1 +2Vamos praticar2) Determine as semelhanças atômicas nos átomos abaixo: A17 e 16B35 e 36C17 e 35 D15 34 Para conferir a resposta basta clicar aqui!
  • 33. Vamos praticar3) (ITA) São definidas quatro espécies de átomos neutros em termos departículas nucleares:Átomo I – possui 18 prótons e 21 nêutronsÁtomo II – possui 19 prótons e 20 nêutronsÁtomo III – possui 20 prótons e 19 nêutronsÁtomo IV – possui 20 prótons e 20 nêutronsPode-se concluir que: Para conferir a respostaa) os átomos III e IV são isóbaros; basta clicar aqui!b) os átomos II e III são isoeletrônicos;c) os átomos II e IV são isótopos;d) os átomos I e II pertencem ao mesmo período da Classificação Periódica;e) os átomos II e III possuem o mesmo número de massa.
  • 34. Vamos praticar4) (MACK) Assinale a alternativa incorreta:a) 19K40 é isóbaro de 18Ar40b) Isótopos são átomos de diferentes números atômicos e iguaisnúmeros de nêutrons.c) 1H1 , 1H2 e 1H3 são isótopos.d) Isótonos são átomos de elementos diferentes e iguais número deneutrons. Para conferir a resposta basta clicar aqui!
  • 35. Uma breve revisão sobre o que vimos até aqui  Leucipo e Demócrito sugeriram os átomos;  Thomson descobriu os elétrons;  Rutherford descobriu os prótons;  Chadwick descobriu os nêutrons; O dilema de Rutherford:• não seria possível conceber um átomo onde o elétron estivesse fixoem determinado ponto da eletrosfera;• nem seria possível que o elétron estivesse em movimento, pois,pelas leis da Física Clássica, o elétron emitiria energia radiante atécolidir contra o núcleo – colapso.
  • 36. Mais de cem anos após Dalton... Niels Bohr em 1913 Os elétrons giram em torno doátomo em órbitas circulares com valores de energia definidos. Órbitas circulares foram também denominadas como Níveis deEnergia ou Camadas; Niels Bohr (1885-1962)
  • 37. Os elétrons descrevemCada órbita tem energia órbitas circulares aoconstante. redor do núcleo.Os elétrons que estão emórbitas mais afastadas donúcleo terão maior energia. O ÁTOMO SEGUNDO BOHRLuz liberada porum elétron aovoltar à sua órbita Quando um elétron absorve uma quantidade deoriginal. energia, salta para uma órbita mais externa (órbita com > energia). Ao retornar libera a mesma quantidade de energia recebida sob a forma de luz.
  • 38. Mais de cem anos após Dalton... Niels Bohr em 1913  Órbitas circulares (níveis de energia ou camadas);  Quando um elétron passa de um nível de menor energia e vai para um nível mais externo ele recebeu energia. Ao voltar, Espectro de libera a energia recebida. Quanto maior a linhas energia recebida, mais órbitas o elétronComprimento deonda percorrerá. Cada nível percorrido corresponde a um valor fixo de energia;  Cada cor do espectro representa uma energia diferente e específica.
  • 39. Espectro Eletromagnético
  • 40. Os fogos de artifícioPrata: a chamada “chuva de Prata” é produzida pela queima de pó de Titânio eAlumínio.Dourado: o aquecimento de Ferro nos faz visualizar o tom de Ouro.Azul: o cobre presente nos fogos de artifício confere a cor azul.Roxo: a mistura de Estrôncio e Cobre dá origem ao azul mais fechado (roxo).Vermelho: a cor rubra surge da queima de sais de Estrôncio e de Lítio.Amarelo: se queimarmos Sódio teremos a cor amarela.Verde: a queima de Bário faz surgir o verde incandescente.
  • 41. Modelo Rutherford-Bohr Os elétrons giram ao redor do núcleo emórbitas circulares com valores fixos deenergia; Podem receber energia e irem para um nívelmais externo. Ao voltar, liberam a energia O estudo de átomos mais complexosrecebida. ocorreu com o surgimento da mecânica quântica. Suas teorias servem somente para o átomo de hidrogênio ou íons com um único elétron!
  • 42. Níveis de energia (Bohr) e Subníveis de energia (Sommerfield) O átomo apresenta diversos níveis de energia, são eles: Nível K, L, M, N, O, P, Q...  Cada nível apresenta um número máximo de elétrons; Níveis (Bohr) Subníveis (Sommerfelf) Camada K (2ē) 1s (2ē) Camada L (8ē) 2s (2ē), 2p (6ē)
  • 43. Níveis de energia (Bohr) e Subníveis de energia (Sommerfield)
  • 44. Subníveis de energia e Distribuição eletrônica Exemplo: O elemento Nitrogênio (N) tem 7 elétrons. Em que níveis e subníveis seus elétrons estão? • 1° nível (K) tem 2 elétrons; • 2° nível (L) tem 5 elétrons; • Subníveis: 1s², 2s², 2p3 K L 2 ē 2ē (s), 3ē (p)Atenção: Criptônio (36Kr) - 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d10, 4p6. ou - [Ar18] 4s², 3d10, 4p6.
  • 45. Vamos praticar6) Um átomo apresenta normalmente dois elétrons na primeira camada,oito elétrons na segunda, dezoito elétrons na terceira camada e sete naquarta camada. Qual seu número atômico?7) Em fogos de artifício, observam-se as colorações, quando se adicionamsais de diferentes metais às misturas explosivas. As cores produzidasresultam de transições eletrônicas. Ao mudar de camada, em torno donúcleo atômico, os elétrons emitem energia nos comprimentos de ondasque caracterizam as diversas cores. Esse fenômeno pode ser explicadopelo modelo atômico proposto pora) Niels Bohr. Para conferir a respostab) Jonh Dalton. basta clicar aqui!c) J.J. Thomson.d) Ernest Rutherford.
  • 46. Vamos praticar8) Com relação ao magnésio (Mg) e ao calcio (Ca) na tabela periódica,responda:a) Faça a distribuição eletrônica por níveis e subníveis para os átomos neutrosdestes elementos e identifique os elétrons de valência (elétrons que seencontram no último nível).b) Considerando que esses elementos formam cátions com carga +2. Qual adistribuição eletrônica desses cátions? Para conferir a resposta basta clicar aqui!
  • 47. O vagalume A intensidade, a velocidade e a freqüência dos flashes variam de acordo com a espécie. As cores de suas lanternas oscilam do verde- amarelado ao laranja, passando pelo vermelho, cor emitida por uma única espécie. O fenômeno da luz brilhante é denominado "Bioluminescência" (processo em que luz é produzida por uma reação química que origina no organismo).Ambos os sexos de vaga-lumes fazem uso de um padrão de flashespecífico que pode variar de um estouro curto a uma sucessãoflamejante, contínua e longa.Foi descoberto que a mesma substância responsável pelo controle dapressão sanguínea que leva à ereção do pênis, o óxido nítrico, (NO)serve de mensageira entre o impulso elétrico emitido pelos neurônios dovaga-lume e o disparo do flash luminoso.
  • 48. Números QuânticosCaracterizam os elétrons por sua energia. Existem 4 números quânticos: Principal (n) – Indica o nível de energia do elétron, ou melhor, adistância do orbital ao núcleo do átomo. 26 Fe – último subnível 3d6 ⇒ n = 3 Secundário (ℓ) – Indica o subnível de energia do elétron , ou melhor,o formato do orbital.ℓ = 0 – subnível sℓ = 1 – subnível pℓ = 2 – subnível dℓ = 3 – subnível f 26Fe – último subnível 3d ℓ=2 6 ⇒ Magnético (m) – Associado ao orbital em que se encontra o elétron. E o que é orbital? Vejamos...
  • 49. Números Quânticos OrbitalRegião de maior probabilidade de se encontrar o elétron.Cada orbital comporta 2 elétrons. 0 s² -1 0 +1 p6 ... -2 -1 0 +1 +2 d6
  • 50. Números Quânticos Magnético (m) – Associado ao orbital em que se encontra o elétron. 26 Fe – último subnível 3d6 ⇒ m=-2 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d6 A distribuição dos elétrons nos orbitais:  Princípio de exclusão de Pauli – Num 0s orbital existem no máximo dois elétrons com spins opostos; -1 0 +1  Regra de Hund – Os orbitais de ump ... mesmo subnível são preenchidos de forma -2 -1 0 +1 +2 que se obtenha o maior número possível ded6 elétros desemparelhados (isolados)
  • 51. Números Quânticos Spin (s ou ms) – Relacionado à rotação do elétron. Fe – último subnível 3d6 - 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d626 Spin do 2° elétron (↓) é +1/2. Spin do 1° elétron (↑) é -1/2. 26Fe – último subnível 3d6 0 O princípio da exclusão de Pauli sNão podem existir num átomo dois elétrons que -1 0 +1possuam os mesmos 4 números quânticos. Dito p ...de outra forma, apenas podem existir 2 elétrons -2 -1 0 +1 +2por orbital e estes devem ter spins opostos. d6 Para o 26Fe ⇒ s = +1/2
  • 52. Números QuânticosEx. Ferro (26Fe) – elétrons (ē = 26) Números quânticos do elétron no N subnível de maior energia do1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d6 elemento 26Fe:K L M n=3 -2 -1 0 +1 +2 ℓ=2 m = -2 s = +1/2 Vamos praticar 9)Quais os números quânticos do subnível de maior energia dos elementos abaixo? a) Cálcio (20Ca) – Para conferir a resposta basta clicar aqui! b) Cloro (17Cl) –
  • 53. Vamos Praticar Clique aqui para ver a Resposta: resposta1. A2. A3. A4. Soma = 01 + 02 + 08 + 16 + 32 = 595. Soma = 08 + 16 = 24
  • 54. Vamos praticarRespostas 1) a) p = Z = ē = 47, A = 108. b) p = Z = ē = 20, A = 40. c) p = Z = ē = 35, A = 80. 2) A e C são isótopos, A e B são isóbaros e B, C e D são isótonos. 3) E 4) B 5) a) 20Ca – 1s² 2s² 2p6 3s2 3p6 4s² b) 35Br – 1s² 2s² 2p6 3s2 3p6 4s² 4p5 6) Z = 35 7) A 8) a) Mg - 1s² 2s² 2p6 3s2 Ca - 1s² 2s² 2p6 3s2 3p6 4s² b) ) Mg+² - 1s² 2s² 2p6 Ca+² - 1s² 2s² 2p6 3s2 3p6 9) 20Ca – subnível – 4s² - n = 4, l = 0, m = 0, S = +1/2 17Cl – subnível – 3p - n = 3, l = 1, m = 0, S = +1/2 5 Para retornar basta clicar aqui!