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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. 1. ESTRUTURAATÔMICA
    2. 2. O que você precisa saber ao final deste assunto?O que você precisa saber ao final deste assunto? Conhecer e diferenciar os Modelos Atômicos;Conhecer e diferenciar os Modelos Atômicos; Identificar as principais características das partículas subatômicas;Identificar as principais características das partículas subatômicas; Classificar os átomos como Isótopos, isóbaros, isótonos eClassificar os átomos como Isótopos, isóbaros, isótonos eisoeletrônicos;isoeletrônicos; Identificar o Modelo atômico de Bohr e de Sommerfeld;Identificar o Modelo atômico de Bohr e de Sommerfeld; Conhecer as camadas eletrônicas utilizando o diagrama de LinusConhecer as camadas eletrônicas utilizando o diagrama de LinusPauling;Pauling;
    3. 3. À medida que algo novo eradescoberto, “desenhava-se”um novo modelo queapresentava mais detalhes eera mais complexo.O que é um modelo?O que é um modelo?Ao longo dos séculosXIX e XX, várioscientistas “imaginaram”modelos do átomo. Esses modelos explicavamalguns resultadosexperimentais epossibilitavam a realizaçãode previsões sobre o átomo.
    4. 4. A evolução do conceito de átomoA evolução do conceito de átomose desenvolveuse desenvolveuBaseando-se em modelos!Baseando-se em modelos!Vamos conhecer essa História...Vamos conhecer essa História...
    5. 5. John DaltonJohn Dalton(1766-1844)(1766-1844)Para Dalton, os átomos eram:• partículas fundamentais que compunhama matéria;• indivisíveis e não poderiam ser criadosou destruídos.Os átomos de um mesmo elemento sãoidênticos em todos os aspectos.Mais de 2000 anos depois...Mais de 2000 anos depois...Dalton em 1808Dalton em 1808Todas as coisas são formadas pelaassociação entre esses diferentes átomos.
    6. 6. Seu modelo foidenominado:“modelo das bolhas“modelo das bolhasde bilhar”.de bilhar”.O átomo é uma partículaesférica, maciça eindivisível. Como é umabola de bilhar!
    7. 7. Uma revisãoFÍSICACargas opostas se atraem!Cargas iguais se repelem!
    8. 8. Afirmou que: “o átomo não é indivisívelcomo dizia Dalton!”Como ele comprovou isso?Usando o tubo de raioscatódicos.Noventa anos após Dalton...Noventa anos após Dalton...Thomson em 1897Thomson em 1897Joseph John ThomsonJoseph John Thomson(1856-1940)(1856-1940)A descoberta do elétron!
    9. 9. Alta voltagemCatodoPara bomba devácuoPlacaseletricamentecarregadasAnodoJoseph JohnJoseph JohnThomsonThomsonO tubo de raioscatódicos.
    10. 10. A sugestão do nome elétronselétronsfoi feita pelo cientistairlandês George JohnstoneStoney (1826–1911), queconsiderou os corpúsculosde Thomson os átomos daeletricidade.Os raios eram (-) poisdesviavam-se para o pólopositivo (placa no desenho).Os raios foram chamadosde elétrons.http://www.metasynthesis.com
    11. 11. Na Grécia Antiga:Na Grécia Antiga:Demócrito(460 – 370 A.C.)500 a.C.: Anaxágoras -500 a.C.: Anaxágoras - toda matéria é infinitamentetoda matéria é infinitamentedivisível.divisível.Leucipo (470 a.C.) eLeucipo (470 a.C.) e DemócritoDemócrito (450 a.C.)450 a.C.)-- Segundo eles, dividindo-seSegundo eles, dividindo-sesucessivamente um material poderia-sesucessivamente um material poderia-sechegar a uma unidade indivisível - ochegar a uma unidade indivisível - oátomo. E disseram também que tudo oátomo. E disseram também que tudo oque vemos é feito de átomos.que vemos é feito de átomos.Na Grécia Antiga:Na Grécia Antiga:Leucipo (470 a.C.) –Leucipo (470 a.C.) – Criador das idéias atomísticas.Criador das idéias atomísticas.DemócritoDemócrito (450 a.C.) –450 a.C.) – Denominou a partícula fundamental de Leucipo.Denominou a partícula fundamental de Leucipo.
    12. 12. Noventa anos após Dalton...Noventa anos após Dalton...Thomson em 1897Thomson em 1897Propôs que os raios eram carregados negativamente.Logo o átomo não é indivisível!Logo o átomo não é indivisível!Modelo do pudim de passasO átomo era umamassa homogênea epositiva com elétronsmergulhados por ele.
    13. 13. 1. 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.Vamos PraticarClique aquipara ver aresposta
    14. 14. 2. 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 aquipara ver arespostaVamos Praticar
    15. 15. Concluiu que os raios canaissão carregados positivamente.Afirmou que: “os átomos contém minúsculas partículascom carga positiva.”Porque ele sugeriu isso?Oitenta anos após Dalton...Oitenta anos após Dalton...Goldstein em 1886Goldstein em 1886A descoberta dos raios canais!Como os átomos contém partículas negativas (oselétrons), eles devem conter partículas positivaspara que sejam eletricamente neutros.Como ele comprovouisso?Usando o tubo deraios canais.
    16. 16. Por volta de cem anos após Dalton...Por volta de cem anos após Dalton...RutherfordRutherfordComprovou que os raios canaisComprovou que os raios canaisde Goldstein eram os prótonsde Goldstein eram os prótons(partículas positivas).(partículas positivas).A descoberta do próton!Kotz, J. C., et al, Química Geral e Reações Químicas, SP, Cengage Learning, 2009.
    17. 17. Goldstein – sugeriu os raios canais.Rutherford – comprovou que os raios canais eram partículas positivas no átomoque foram denominadas prótons.Dalton - modelo das bolas de bilhar. O átomo era uma bolamaciça e indivisível.Thomson – modelo do pudim de passas. O átomo era umaesfera positiva com partículas negativas denominadas elétrons.Recapitulando...
    18. 18. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911Desejava descobrir se havia algo maciço no átomo.Desejava descobrir se havia algo maciço no átomo.Para isso ele borbardeou o átomo com partículasPara isso ele borbardeou o átomo com partículas αα..Comprovou que o átomo não é maciço.Comprovou que o átomo não é maciço.Como ele fez isso?Como ele fez isso?Veremos...Veremos...
    19. 19. Fonte de partículas α (polônio)em um cubo de chumboFeixe departículas αFolha de ouro comespessura de 0,0001cmTelafluorescenteO Modelo Atômico de Rutherford - 1911
    20. 20. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911
    21. 21. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911Conclusões de Rutherford sobre este experimento:Conclusões de Rutherford sobre este experimento: O átomo não é indivisível;O átomo não é indivisível; A maior parte da massa se encontra no centro doA maior parte da massa se encontra no centro doátomo (núcleo);átomo (núcleo); Ao redor do núcleo estão os elétrons, na eletrosfera;Ao redor do núcleo estão os elétrons, na eletrosfera; O raio do átomo de ouro é dez mil vezes maior que oO raio do átomo de ouro é dez mil vezes maior que oraio do seu núcleo;raio do seu núcleo;
    22. 22.  os elétrons orbitavam o núcleo da mesma forma queos elétrons orbitavam o núcleo da mesma forma queos planetas orbitam em torno do sol.os planetas orbitam em torno do sol.O Modelo Atômico de Rutherford - 1911
    23. 23. 125 anos após Dalton...125 anos após Dalton...James Chadwick em 1932James Chadwick em 1932Fez experimentos comFez experimentos commaterial radioativo ematerial radioativo econcluiu que haviamconcluiu que haviampartículas sem cargapartículas sem cargano núcleo do átomo.no núcleo do átomo.A descoberta do nêutron!James ChadwickJames Chadwick(1891-1974)(1891-1974)
    24. 24. Núcleo possui prótons (positivos)e nêutrons (carga nula)Eletrosfera possuielétrons (negativos)O Modelo Atômico de Rutherford após adescoberta dos nêutrons
    25. 25. 3. 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) 104b) 108c) 10-19d) 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 eletrosfera16. apresentam elétrons, cuja carga elétrica é negativa32. contêm partículas sem carga elétrica, os nêutronsSoma ( )Clique aquipara ver arespostaVamos Praticar
    26. 26. 5. 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 ( )Vamos Praticar
    27. 27. Enfim...Enfim...PartículaMassarelativaCargarelativaElétron 1/1836 -1Próton 1 1Nêutron 1 0Desde o átomo de Dalton até Rutherford foramdescobertas as partículas subatômicas e suasmassas e cargas foram determinadas e sãoapresentadas na tabela abaixo.
    28. 28. Características do átomoCaracterísticas 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. 29. Características do átomoCaracterísticas 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 5626 Fe5626Fe 56ou ou 56 Fe26ouOnde Z = 26 e A = 56. Como no átomo neutro:Z = p = e, então no ferro Z = p = e = 26A = Z + n ⇒ n = A – Z = 30Determine o número de nêutrons do átomo de ferro.
    30. 30. Vamos praticar1) Determine os números de prótons, massa, atômico,elétrons e nêutrons dos átomos abaixo:a) 47Ag108b) 20Ca40c) 35Br80Para conferir a respostabasta clicar aqui!
    31. 31. Conceito de Elemento QuímicoConceito de Elemento Químico Elemento Químico – São os átomos de mesmo número atômico (Z).Para se representar um elemento químico deve-se indicar seusímbolo, número atômico e número de massa.Representação do elemento químico Ferro26 Fe 5626 Fe5626Fe 56ou ou 56 Fe26ouOBS: Z é sempre menor que A, exceto em 1H1 (Z = A = 1)
    32. 32. Semelhanças AtômicasSemelhanças AtômicasÁtomos Isótopos – átomos com mesmo número de prótons.1H1 e 2H1 e 3H1Átomos Isótonos – átomos com mesmo número de nêutrons.6C13e 7N14Átomos Isóbaros – átomos com mesmo número de massa.26Fe57e 27Co57Átomos Isoeletrônicos – átomos com mesmo número de elétrons.20Ca+2e 19K+1Vamos praticar2) Determine as semelhanças atômicas nos átomos abaixo:35A17 e 16B35e 36C17 e 34D15Para conferir a respostabasta clicar aqui!
    33. 33. 3) (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:a) os átomos III e IV são isóbaros;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 daClassificação Periódica;e) os átomos II e III possuem o mesmo número de massa.Para conferir a respostabasta clicar aqui!Vamos praticar
    34. 34. 4) (MACK) Assinale a alternativa incorreta:a) 19K40é isóbaro de 18Ar40b) Isótopos são átomos de diferentes números atômicos e iguaisnúmeros de nêutrons.c) 1H1, 1H2e 1H3são isótopos.d) Isótonos são átomos de elementos diferentes e iguais número deneutrons.Para conferir a respostabasta clicar aqui!Vamos praticar
    35. 35.  Leucipo e Demócrito sugeriram os átomos;Leucipo e Demócrito sugeriram os átomos; Thomson descobriu os elétrons;Thomson descobriu os elétrons; Rutherford descobriu os prótons;Rutherford descobriu os prótons; Chadwick descobriu os nêutrons;Chadwick descobriu os nêutrons;Uma breve revisão sobre o que vimos até aquiUma breve revisão sobre o que vimos até aquiO 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. 36. Mais de cem anos após Dalton...Mais de cem anos após Dalton...Niels Bohr em 1913Niels Bohr em 1913Os elétrons giram em torno doátomo em órbitas circulares comvalores de energia definidos.Niels BohrNiels Bohr(1885-1962)(1885-1962) Órbitas circulares foram também denominadas como Níveis deEnergia ou Camadas;
    37. 37. O ÁTOMO SEGUNDO BOHRO ÁTOMO SEGUNDO BOHROs elétrons descrevemórbitas circulares aoredor do núcleo.Cada órbita tem energiaconstante.Os elétrons que estão emórbitas mais afastadas donúcleo terão maior energia.Quando um elétron absorve uma quantidade deenergia, salta para uma órbita mais externa(órbita com > energia). Ao retornar libera amesma quantidade de energia recebida sob aforma de luz.Luz liberada porum elétron aovoltar à sua órbitaoriginal.
    38. 38. Espectro delinhasComprimento deondaMais de cem anos após Dalton...Mais de cem anos após Dalton...Niels Bohr em 1913Niels Bohr em 1913 Órbitas circulares (níveis de energia oucamadas); Quando um elétron passa de um nívelde menor energia e vai para um nível maisexterno ele recebeu energia. Ao voltar,libera a energia recebida. Quanto maior aenergia recebida, mais órbitas o elétronpercorrerá. Cada nível percorridocorresponde a um valor fixo de energia; Cada cor do espectro representa umaenergia diferente e específica.
    39. 39. Espectro EletromagnéticoEspectro Eletromagnético
    40. 40. Prata: 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.Os fogos de artifícioOs fogos de artifício
    41. 41. Modelo Rutherford-BohrModelo 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 energiarecebida.Suas teorias servem somente para o átomo de hidrogênioou íons com um único elétron!O estudo de átomos mais complexosocorreu com o surgimento da mecânicaquântica.
    42. 42. Níveis de energia (Bohr) eNíveis de energia (Bohr) eSubníveis de energia (Sommerfield)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. 43. Níveis de energia (Bohr) eNíveis de energia (Bohr) eSubníveis de energia (Sommerfield)Subníveis de energia (Sommerfield)
    44. 44. Subníveis de energia e Distribuição eletrônicaSubníveis de energia e Distribuição eletrônicaExemplo: O elemento Nitrogênio (N) tem 7 elétrons. Em que níveis esubníveis seus elétrons estão?• 1° nível (K) tem 2 elétrons;• 2° nível (L) tem 5 elétrons;• Subníveis: 1s², 2s², 2p3K L2 ē 2ē (s), 3ē (p)Atenção: Criptônio (36Kr) - 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d10, 4p6.ou - [Ar18] 4s², 3d10, 4p6.
    45. 45. 6) 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.b) Jonh Dalton.c) J.J. Thomson.d) Ernest Rutherford.Para conferir a respostabasta clicar aqui!Vamos praticar
    46. 46. 8) 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 respostabasta clicar aqui!Vamos praticar
    47. 47. 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.A intensidade, a velocidade e a freqüência dosflashes variam de acordo com a espécie. Ascores 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 éproduzida por uma reação química que originano organismo).O vagalumeAmbos 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.
    48. 48. Números QuânticosNúmeros 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.26Fe – 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 f26Fe – último subnível 3d6 ⇒ℓ = 2 Magnético (m) – Associado ao orbital em que se encontra o elétron.E o que é orbital?Vejamos...
    49. 49. Números QuânticosNúmeros QuânticosOrbitalOrbitalRegião de maior probabilidade de se encontrar o elétron.Cada orbital comporta 2 elétrons.0-1 0 +1...-2 -1 0 +1 +2s²p6d6
    50. 50.  Magnético (m) – Associado ao orbital emque se encontra o elétron.Números QuânticosNúmeros Quânticos26Fe – último subnível 3d6 ⇒m = - 21s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d6A distribuição dos elétrons nos orbitais: Princípio de exclusão de Pauli – Numorbital existem no máximo dois elétrons comspins opostos; Regra de Hund – Os orbitais de ummesmo subnível são preenchidos de formaque se obtenha o maior número possível deelétros desemparelhados (isolados)0-1 0 +1...-2 -1 0 +1 +2spd6
    51. 51.  Spin (s ou ms) – Relacionado à rotação do elétron.26Fe – último subnível 3d6- 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d6Números QuânticosNúmeros QuânticosSpin do 1° elétron (↑) é -1/2.Spin do 2° elétron (↓) é +1/2.O princípio da exclusão de PauliNão podem existir num átomo dois elétrons quepossuam os mesmos 4 números quânticos. Ditode outra forma, apenas podem existir 2 elétronspor orbital e estes devem ter spins opostos.Para o 26Fe ⇒ s = +1/20-1 0 +1...-2 -1 0 +1 +2spd626Fe – último subnível 3d6
    52. 52. Ex. Ferro (26Fe) – elétrons (ē = 26)N1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d6K L MNúmeros QuânticosNúmeros QuânticosNúmeros quânticos do elétron nosubnível de maior energia doelemento 26Fe:n = 3ℓ = 2m = -2s = +1/2Vamos praticar9)Quais os números quânticos do subnível de maior energia dos elementosabaixo?a) Cálcio (20Ca) –b) Cloro (17Cl) –-2 -1 0 +1 +2Para conferir a respostabasta clicar aqui!
    53. 53. 1. A2. A3. A4. Soma = 01 + 02 + 08 + 16 + 32 = 595. Soma = 08 + 16 = 24Vamos PraticarResposta:Clique aquipara ver aresposta
    54. 54. 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) E4) B5) a) 20Ca – 1s² 2s² 2p63s23p64s²b) 35Br – 1s² 2s² 2p63s23p64s² 4p56) Z = 357) A8) a) Mg - 1s² 2s² 2p63s2Ca - 1s² 2s² 2p63s23p64s²b) ) Mg+² - 1s² 2s² 2p6Ca+² - 1s² 2s² 2p63s23p69) 20Ca – subnível – 4s² - n = 4, l = 0, m = 0, S = +1/217Cl – subnível – 3p5- n = 3, l = 1, m = 0, S = +1/2Vamos praticarRespostasPara retornar basta clicaraqui!

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