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Modelos atômicos

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Evolução dos modelos atômicos. Leis ponderais Experimentos e descoberta da radioatividade.

Modelos atômicos

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Modelos atômicos
Da alquimia à Química moderna
 Tales de Mileto: Foi o primeiro filósofo a tentar desvendar a
constituição da matéria, considerava a água como a origem de todos os
materiais. Segundo Tales, tudo era originado da água e retornaria à água
quando decomposto.
 Anaxímenes: Acreditava que o ar era responsável pela formação da
matéria.
 Heráclito: Sugeriu que o fogo era responsável pela formação da
matéria.
 Aristóteles: Acreditava na existência dos quatro elementos básicos para
a formação da matéria – Terra, fogo, água e ar. A união desses quatro
elementos, em proporção diferentes, era responsável pela formação de
qualquer coisa.
 Demócrito de Abdera e Leucipo de Mileto: Sustentaram a hipótese de
que a matéria era constituída de átomos (elementos indivisíveis). Os
atomistas defendiam que, na natureza, tudo ocorria devido à ação
desses elementos mínimos invisíveis.
Leis Ponderais
 Alquimia: Os alquimistas eram obcecados pela ideia de transformar
metais comuns em ouro (pedra filosofal), criar o elixir da vida eterna e a
cura de todas as doenças. Com as experiências, eles acabaram
desenvolvendo muitos utensílios e descobrindo receitas para obtenção
de substâncias.
 Lei de Lavoisier – Conservação de massa.
“Na natureza, na se perde, nada se cria, tudo se transforma.”
Lavoisier utilizando um sistema fechado, conclui que em uma reação
química, a soma das massas dos reagentes é igual à massa dos produtos.
 Lei de Proust – Lei das proporções fixas.
“Independentemente da origem de uma determinada substância pura, ela é
sempre formada pelos mesmos elementos químicos, combinados entre si na
mesma proporção em massa.”
 Lei de Dalton – Lei das proporções múltiplas.
Segundo essa lei, quando se combina uma massa fixa de uma substância
com massas diferentes de outra substância, formando compostos diferentes,
as massas da outra substância variam em uma proporção de números
inteiros e pequenos.
Átomo de John Dalton
Dalton se baseava nas seguintes hipóteses:
 Toda a matéria é formada por pequenas partículas denominadas átomos.
 Os átomos são indivisíveis, contínuos, indestrutíveis, invisíveis,
maciços e esféricos.
 A natureza apresenta um número limitado de elementos.
 Durante uma reação química, átomos não são criados, nem destruídos.
 Os átomos de um mesmo elemento são idênticos em todas as suas
propriedades, principalmente em tamanho e massa.
 Unindo átomos iguais e diferentes em variadas
proporções, é possível formar todas as matérias do
universo.
 O átomo podia ser comparado a uma bola de bilhar.
Descoberta das partículas subatômicas
Cientistas e filósofos da época se questionaram
sobre o átomo realmente ser indivisível.
 A descoberta dos elétrons:
Willian Crookes desenvolveu um dispositivo que continha, em seu interior,
uma pequena quantidade de gases inertes e, nas extremidades, duas peças
metálicas denominadas eletrodos (polo negativo – cátodo e polo positivo –
ânodo), sendo estes ligados a uma fonte elétrica.
Ao se aplicar uma alta diferença de potencial entre
os eletrodos, o gás sofre uma ionização e é
observado um fluxo de raios luminosos partindo
do cátodo em direção ao ânodo. A esse fluxo
luminoso deu-se o nome de raios catódicos.

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Modelos atômicos

  • 2. Da alquimia à Química moderna  Tales de Mileto: Foi o primeiro filósofo a tentar desvendar a constituição da matéria, considerava a água como a origem de todos os materiais. Segundo Tales, tudo era originado da água e retornaria à água quando decomposto.  Anaxímenes: Acreditava que o ar era responsável pela formação da matéria.  Heráclito: Sugeriu que o fogo era responsável pela formação da matéria.  Aristóteles: Acreditava na existência dos quatro elementos básicos para a formação da matéria – Terra, fogo, água e ar. A união desses quatro elementos, em proporção diferentes, era responsável pela formação de qualquer coisa.  Demócrito de Abdera e Leucipo de Mileto: Sustentaram a hipótese de que a matéria era constituída de átomos (elementos indivisíveis). Os atomistas defendiam que, na natureza, tudo ocorria devido à ação desses elementos mínimos invisíveis.
  • 3. Leis Ponderais  Alquimia: Os alquimistas eram obcecados pela ideia de transformar metais comuns em ouro (pedra filosofal), criar o elixir da vida eterna e a cura de todas as doenças. Com as experiências, eles acabaram desenvolvendo muitos utensílios e descobrindo receitas para obtenção de substâncias.  Lei de Lavoisier – Conservação de massa. “Na natureza, na se perde, nada se cria, tudo se transforma.” Lavoisier utilizando um sistema fechado, conclui que em uma reação química, a soma das massas dos reagentes é igual à massa dos produtos.
  • 4.  Lei de Proust – Lei das proporções fixas. “Independentemente da origem de uma determinada substância pura, ela é sempre formada pelos mesmos elementos químicos, combinados entre si na mesma proporção em massa.”  Lei de Dalton – Lei das proporções múltiplas. Segundo essa lei, quando se combina uma massa fixa de uma substância com massas diferentes de outra substância, formando compostos diferentes, as massas da outra substância variam em uma proporção de números inteiros e pequenos.
  • 5. Átomo de John Dalton Dalton se baseava nas seguintes hipóteses:  Toda a matéria é formada por pequenas partículas denominadas átomos.  Os átomos são indivisíveis, contínuos, indestrutíveis, invisíveis, maciços e esféricos.  A natureza apresenta um número limitado de elementos.  Durante uma reação química, átomos não são criados, nem destruídos.  Os átomos de um mesmo elemento são idênticos em todas as suas propriedades, principalmente em tamanho e massa.  Unindo átomos iguais e diferentes em variadas proporções, é possível formar todas as matérias do universo.  O átomo podia ser comparado a uma bola de bilhar.
  • 6. Descoberta das partículas subatômicas Cientistas e filósofos da época se questionaram sobre o átomo realmente ser indivisível.  A descoberta dos elétrons: Willian Crookes desenvolveu um dispositivo que continha, em seu interior, uma pequena quantidade de gases inertes e, nas extremidades, duas peças metálicas denominadas eletrodos (polo negativo – cátodo e polo positivo – ânodo), sendo estes ligados a uma fonte elétrica. Ao se aplicar uma alta diferença de potencial entre os eletrodos, o gás sofre uma ionização e é observado um fluxo de raios luminosos partindo do cátodo em direção ao ânodo. A esse fluxo luminoso deu-se o nome de raios catódicos.
  • 7. Átomo de Thomson Características dos raios catódicos:  Propagam-se em linha reta.  Formam sombras.  Giram um pequeno moinho colocado em seu caminho, sugerindo que têm massa.  Podem ser desviados por um campo elétrico positivo, o que significa que apresentam carga negativa.  Apresentam as mesmas características independente do gás ou material do eletrodo. Concluiu que os raios catódicos eram, na verdade, uma corrente de partículas negativas, denominadas elétrons – Uma partícula fundamental, comum para todos os átomos. Por isso, propôs um modelo atômico onde:  Os elétrons estariam uniformemente distribuídos em um fluido positivo, garantindo o equilíbrio elétrico – Pudim de passas.
  • 8. Experiência de Millikan  Atribuiu a carga do elétron um valor de 1,6 x 𝟏𝟎−𝟏𝟗 Coulomb. Essa experiência ficou conhecida como gota de óleo: Ao aumentar a voltagem entre as placas, a gota carregada negativamente, cai mais devagar sendo atraída por uma placa positiva. Concluiu-se que:  O elétron tem uma massa muito pequena.  Tem uma carga elétrica muito grande.
  • 9. Descoberta da Radiotividade  Conrad Rogten realizou o experimento de Crookes em seu laboratório e tentou observar os raios catódicos que escapavam do tubo e iluminavam uma superfície que tinha recebido uma camada de material fosforescente e localizava-se a certa distância do tubo. Rogten havia descoberto os raios X. Por sua descoberta, recebeu o primeiro Prêmio Nobel de Física, em 1901.  Antoine-Henri Becquerel passou a investigar os materiais fosforescentes. Iniciou utilizando um mineral à base de urânio, colocando o composto sobre uma chapa fotográfica, Becquerel expunha-os ao sol por um período e, então revelava a chapa. Assim, constatou que esse material afetava a chapa de forma similar aos raios X. Segundo ele, a radioatividade é uma propriedade de alguns elementos, como o urânio e o césio. Mais tarde, o casal Curie trabalhando em conjunto com Becquerel, descobriram outros elementos radioativos, o polônio e o rádio.
  • 10. A radioatividade está relacionada com a instabilidade de um núcleo atômico, que em consequência disso, emite partículas alfa, beta e gama. Partículas Composição Alfa 2 prótos + 2 elétrons Beta Elétron Gama Onda eletromagnética
  • 11. Átomo de Rutherford  Rutherford foi aluno de Thomson e seu modelo foi baseado em experimentos com radioatividade.  Experiência de Rutherford: Bombardeou com partículas alfa uma folha de ouro muito fina. Envolvendo a lâmina de ouro, utilizou um anteparo recoberto de sulfeto de zinco, o qual é detector de cintilância, porque emite luz por excitação causada por raios X ou feixe de elétrons. Com essa experiência, ele observou que: A maioria das partículas atravessava a folha de ouro, mas algumas se desviavam e pouquíssimas eram rebatidas. Rutherford esperava que, se o átomo fosse uma esfera carregada positivamente com elétrons incrustrados, o que poderia acontecer era um pequeno desvio das partículas alfas.
  • 12. Conclusões da experiência:  O átomo é constituído de espaços vazios – As partículas atravessaram.  O átomo apresenta uma região pequena, densa e positiva, chamada núcleo – As partículas desviaram e foram rebatidas.  No núcleo está concentrada praticamente toda a massa do átomo, sendo positivo, pois apresenta prótons.  Os elétrons giram em órbitas ao redor do núcleo. Equívocos de Rutherford: Não conseguia explicar como não ocorria colisão de um elétron e um próton, ao redor do qual o elétron estava em movimento e não explicava como uma carga negativa em movimento perde energia constantemente, emitindo radiação.
  • 13. Átomo de Bohr Bohr fez as seguintes conclusões:  Conceito de onda-partícula.  A energia não é emitida de forma contínua, e sim em pacotes, denominados quantum – O elétron não emite radiações quanto permanecesse na mesma órbita, emitindo-as apenas quando se deslocava de um nível de maior energia para outro de menor energia.  As órbitas correspondem a um nível bem definido de energia do elétron.  A transição de uma órbita pra outra seria feita por saltos quânticos, pois ao absorver energia, o elétron saltaria para uma órbita mais externa e, ao liberá-la, passaria para outra mais interna, emitindo fótons.  Os fótons possuem uma quantidade de energia específica e fazem parte da radiação.
  • 14. Átomo de Sommerfeld  Incluiu orbitais elípticos ao modelo Rutherford-Bohr.  Dividiu as eletrosferas em camadas que estariam subdivididas em regiões menores de energia.
  • 15. Átomo atual  Princípio da incerteza de Heinsenberg: É impossível determinar, ao mesmo tempo, a posição de uma partícula e a sua velocidade.  Alexandre Schrodinger, adaptou o conceito de incerteza e onda- partícula ao elétron. Ele determinou o local é máxima a probabilidade de encontrar um determinado elétron – O orbital.