Aula_Átomo e modelos atômicos_Final.pptx

Estrutura Atômica
Profª. Marta
Os primeiros modelos Atômicos
Modelo Atômico de Rutherford-Bohr
Configuração Eletrônica
1

Evolução dos Modelos Atômicos
1. A matéria NÃO pode ser dividida infinitamente.
2. A matéria tem um limite com as
características do todo.
Imagem:
Retrato
de
Leucipo
séc.
V
a.
C
/
Autor
Desconhecido
/
Public
Domain.
gem:
Demócrito
(470-360
a.C.)
/
Tomisti
/
ínio
Público.
Leucipo (séc. V a.C.)
Demócrito (470-360 a.C.)
3. Esse limite seriam partículas bastante
pequenas que não poderiam mais ser
divididas, os ÁTOMOS - INDIVISÍVEIS.
Demócrito e a ideia de Átomo
2

Modelos Atômicos
O que é?
Os modelos atômicos são teoria baseadas na experimentação
feita por cientistas para explicar como é o átomo.
Os modelos NÃO existem na natureza.
São apenas explicações para mostrar o porquê de um fenômeno.
Muitos cientistas desenvolveram suas teorias. Com o passar dos
tempos, os modelos foram evoluindo até chegar ao
modelo atual.
E qual é em 2018?
3

Evolução dos Modelos Atômicos
4

Modelo Atômico de Dalton (Modelo da Bola de Bilhar)
As ideias de Demócrito permaneceram inalteradas por
aproximadamente 2200 anos. Em 1803, Dalton retomou-as sob
uma nova perspectiva: A EXPERIMENTAÇÃO.
1. Os átomos são esféricos, maciços, indivisíveis e indestrutíveis.
John Dalton
(1766 - 1844)
5

Não explicou a Eletricidade, isótopos e nem a
Radioatividade.
2. Os átomos de elementos diferentes
têm massas diferentes.
3. Os diferentes átomos combinam-se
em várias proporções, formando
novas substâncias.
4. Os átomos não são criados nem destruídos, apenas
se rearranjam para produzirem novas substâncias.
PROBLEMAS DO MODELO
Modelo Atômico de Dalton (Modelo da Bola de Bilhar)
Leis de Lavoisier e Proust
6

Será que o modelo de Dalton
estava totalmente correto?
7

Polarização
8
http://www.rc.unesp.br/showdefisica/99_Exp
lor_Eletrizacao/paginas%20htmls/Polariza
%C3%A7%C3%A3o%20de%20cargas.ht
m

Thomson e Crooks –
Descoberta do elétron
Fonte:http://youtube.com/watch?v=4g0tx6wcuvo
9

Thomson propôs que o átomo seria
uma espécie de bolha gelatinosa,
completamente maciça, onde haveria
a totalidade da carga POSITIVA
homogeneamente distribuída.
Modelo Atômico de Thomson
(Modelo do Pudim de Passas)
Incrustada nessa gelatina estariam os Elétrons de carga
NEGATIVA.
❖ A Carga total do átomo seria igual a zero.
❖ Começa a ser admitido que o átomo poderia
ser dividido
❖ Natureza elétrica da matéria.
Imagem:
J.J.
Thomson
/
QWerk
/
Domínio
Públi
o
J. J. Thomson
(1856-1909)
10

Experimento de Thomson
Ampolas de vidro contendo gases rarefeitos com potenciais
elétricos elevados surgem emissões denominadas raios
catódicos.
Feixe de elétrons se orienta para o polo positivo.
O Modelo Atômico de Thomson foi derrubado em 1908 por Ernerst
Rutherford.
11

Ernest Rutherford (1871 - 1937)
+
Núcleos pequenos,
densos e eletricamente
positivos, dispersos em
grandes espaços vazios.
Modelo Atômico de Rutherford
14

15
Isso seria o
esperado
para o
modelo de
Thomson.

Modelo Atômico de Rutherford
Imagem:
Modelo
Planetário
Jean
Jacques
Milan
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
3.0
Unported
Modelo Planetário
Rutherford propôs que o NÚCLEO
conteria toda a massa do átomo, assim
como a totalidade da carga positiva
(chamadas de PRÓTONS).
Os elétrons estariam girando
circularmente ao redor desse núcleo,
numa região chamada de
ELETROSFERA.
Sistema Solar
Surge assim, o ÁTOMO NUCLEAR!
Imagem: Harman Smith and Laura
Generosa / Nasa / Domínio Público
16

17
Se o núcleo é formado de
partículas positivas, os
prótons, por que elas não
se repelem?

18
James Chadwick (1891 - 1974)
A descoberta do Nêutron
Nêutrons
Prótons
Elétrons
Núcleo
Imagem:
Fotografia
de
Bortzells
Esselte/
Disponibilizado
por
Carcharoth
/
domínio
público.
Nêutrons
Prótons
Elétrons
Em 1932, James Chadwick descobriu a partícula do núcleo atômico
responsável pela sua ESTABILIDADE, que passou a ser conhecida
por NÊUTRON, devido ao fato de não ter carga elétrica. Por essa
descoberta ganhou o Prêmio Nobel de Física em 1935.

O problema do Modelo Atômico de
Rutherford
Para os físicos, toda carga elétrica
em movimento, como os elétrons,
perde energia na forma de luz,
diminuindo sua energia cinética e a
consequente atração entre prótons e
elétrons faria haver uma colisão
entre eles, destruindo o átomo.
ALGO QUE NÃO OCORRE.
Portanto, o Modelo Atômico de
Rutherford, mesmo explicando o que
foi observado no laboratório,
apresenta uma INCORREÇÃO.
Energia
Perdida -
LUZ
+
Energia
Perdida -
LUZ
-
19

Estudava espectros de emissão do gás
hidrogênio. O gás hidrogênio aprisionado
numa ampola submetida à alta diferença de
potencial emitia luz vermelha.
Modelo Atômico de Bohr
Niels Bohr
(1885-1962)
Imagem:
Niels
Bohr
/
Nobel
Prize
/
Domínio
Publico
20
espectro
espectro
lâmpada
Tubo contendo
hidrogênio

21
Ao passar por um prisma, essa luz se subdividia em
diferentes comprimentos de onda e frequência,
caracterizando um ESPECTRO LUMINOSO
DESCONTÍNUO.
Modelo Atômico de Bohr
Imagem: Kalki / domínio
público.

Postulados de Bohr
1. A ELETROSFERA está dividida em CAMADAS ou
NÍVEIS DE ENERGIA (K, L, M, N, O, P e Q), e os
elétrons, nessas camadas, apresentam energia
constante.
Imagem:
SEE-PE
22

Postulados de Bohr
2.Em sua camada de origem (camada estacionária),
a energia é constante, mas o elétron pode saltar
para uma camada mais externa e, para tal, é
necessário que ele ganhe energia externa (e-
absorve energia).
Imagem:
SEE-PE
2

Postulados de Bohr
3.Um elétron que saltou para uma camada de maior
energia fica instável e tende a voltar a sua camada
de origem. Nessa volta, ele devolve a mesma
quantidade de energia que havia ganhado para o
salto e emite um FÓTON DE LUZ.
Imagem:
SEE-PE
24

Partículas Subatômicas
Imagem: SEE-PE
Prótons +
Nêutrons
Elétrons
Núcleo

Os Elementos
Elemento Químico
Conjunto de átomos que possuem mesmo número de
prótons em seu núcleo, ou seja, o MESMO NÚMERO
ATÔMICO (Z).
Dessa forma, o número atômico é característica
de cada elemento químico, sendo como seu número
de identificação.
http://www.theodoregray.com/PeriodicTabl
e/Posters/Poster2.2000.JPG
X
Z
A

Número de Massa (A)
É a SOMA do número de PRÓTONS (p), ou
NÚMERO ATÔMICO (z), e o número de NÊUTRONS
(n). Elemento químico: Be
ou
Prót
on
Nêutr
on
Elétr
on
A Massa atômica está praticamente toda concentrada no núcleo, visto
que a massa do elétron é desprezível se comparada com a do próton
ou a do nêutron.
No nosso exemplo, temos:
p = 4 e n = 5. Então:
Logo:

X
Z
A
C
6
12
Cl
17
35
Representação de um Elemento Químico
De acordo com a IUPAC (União Internacional de
Química Pura e Aplicada), devemos indicar o número
atômico (Z) e o número de massa (A) junto ao símbolo
de um elemento químico ao representá-lo.
EXEMPLOS
NOME DO ELEMENTO Carbono Ferro Cloro
NÚMERO DE MASSA (A) 12 56 35
NÚMERO ATÔMICO (z) 6 26 17
NÚMERO DE PRÓTONS
(p)
6 26 17
NÚMERO DE
ELÉTRONS (e-)
6 26 17
NÚMERO DE
NÊUTRONS (n)
6 30 18
Fe
26
56
Z = p = e-
Estado
Fundamental

Próton Nêutron Elétron
Número de prótons: ________
Nome do elemento: ___________
5
BORO
4
BERÍLIO
2
HÉLIO
Os diferentes tipos de átomos
(elementos químicos)
são identificados pela quantidade de
prótons (p) que possuem.
Identificando o átomo
Z = p
Esta quantidade de prótons recebe
o nome de
NÚMERO ATÔMICO
e é representado pela letra “ Z ”.

Próton
+
Nêutron
0
Elétron
–
+
–
Be
4
9 2+
íon CÁTION – PERDEU dois elétrons – ficou POSITIVO
–
+
+ +
+
–
Íons Elementos químicos que possuem números
diferentes de prótons e elétrons, perderam
ou ganharam elétrons, gerando uma
diferença de cargas.
(+) 4 prótons
(-) 2 elétrons
+ 2 (carga do íon)

Próton
+
Nêutron
0
Elétron
–
+
+
+
+
–
–
–
–
+
+
+
+
+
++
+
–
–
–
–
–
–
–
–
íon ÂNION – GANHOU dois elétrons – ficou NEGATIVO
Íons negativos
O
8
16 2–
(+) 8 prótons
(-) 10 elétrons
- 2 (carga do íon)

Elementos ISÓTOPOS
Elementos químicos com os MESMOS NÚMEROS ATÔMICOS, porém
com NÚMEROS DE MASSA DIFERENTES (pois possuem diferentes
números de nêutrons).
NOME DO ELEMENTO Cloro Cloro
NÚMERO DE MASSA (A) 35 37
NÚMERO ATÔMICO (z) 17 17
NÚMERO DE PRÓTONS
(p)
17 17
NÚMERO DE
ELÉTRONS (e)
17 17
NÚMERO DE
NÊUTRONS (n)
18 20
Cl
17
35
Cl
17
37
EXEMPLO

Alguns isótopos recebem nomes diferentes
entre si.
EXEMPLO
NOME DO ELEMENTO Hidrogênio 1 Hidrogênio 2 Hidrogênio 3
NOME
ESPECIAL
PRÓTIO DEUTÉRIO TRITÉRIO
Hidrogênio
leve
Hidrogênio
pesado
Trítio
NÚMERO DE PRÓTONS
(p)
1 1 1
NÚMERO DE
ELÉTRONS (e)
1 1 1
NÚMERO DE
NÊUTRONS (n)
0 1 2
H
1
1
H
1
2
H
1
3

Elementos ISÓBAROS
Elementos químicos com os MESMOS NÚMEROS DE
MASSA, porém com NÚMEROS ATÔMICOS
DIFERENTES.
NOME DO ELEMENTO Cálcio Potássio
NÚMERO DE PRÓTONS
(p)
20 19
NÚMERO DE
ELÉTRONS (e)
20 19
NÚMERO DE
NÊUTRONS (n)
20 21
Ca
20
40
K
19
40
EXEMPLO

Elementos ISÓTONOS
NÊUTRONS, porém com NÚMEROS ATÔMICOS e
NÚMEROS DE MASSA DIFERENTES.
NOME DO ELEMENTO Cálcio Cloro
NÚMERO DE PRÓTONS
(p)
20 17
NÚMERO DE
ELÉTRONS (e)
20 17
NÚMERO DE
NÊUTRONS (n)
20 20
Ca
20
40
Cl
17
37
EXEMPLO

Elementos ISOELETRÔNICOS
ELÉTRONS.
NOME DO ELEMENTO Sódio Oxigênio Neônio
NÚMERO DE PRÓTONS
(p)
11 8 10
NÚMERO DE
ELÉTRONS (e)
10 10 10
NÚMERO DE
NÊUTRONS (n)
12 8 10
EXEMPLO Ne
10
20
Na
1
1
23 +
O
8
16 2-

Molécula
É a menor partícula que apresenta todas as
propriedades físicas e químicas de uma
substância.
As moléculas são formadas por dois ou mais
átomos. Os átomos que constituem as
moléculas podem ser do mesmo tipo (por
exemplo, a molécula de oxigênio tem dois
átomos de oxigênio)
ou de tipos diferentes (a molécula
de água, por sua vez, tem dois
átomos de hidrogênio e um de
oxigênio).
Imagem:
Modelo
molecular
/
Kemikungen
/
Domínio
Público
Imagem:
Bin
im
Garten
/
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Commons
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Vamos
Exercitar?
Imagem:
Doublecompile
/
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Commons
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3.0
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39
• 1)Quais são os números de Z, A, n e e- de um
átomo de enxofre (16S32) em seu estado
fundamental (neutro)?
• 2) Quais são os números de Z, A, n e e- de um
ânion de S-2 com carga elétrica -2?
átomo de enxofre (19K39) em seu estado
fundamental (neutro)?
cátion de K+ com carga elétrica +1?

40
1) Quais são os números de Z, A, n e e- de um
átomo de enxofre (16S32) em seu estado normal?
Z = p = e- =16 A = 32 A=p+n n=32-16= 16
2) Quais são os números de Z, A, n e e- de um ânion
de S-2 com carga elétrica -2?
(+)16 prótons A=32 n=16 Z=p = 16
( -)18 elétrons
- 2 = carga do ânion

CONFIGURAÇÃO
ELETRÔNICA
Distribuição de elétrons entre os níveis e subníveis do átomo.
41

❑ Cada átomo possui um certo número de elétrons, que é
igual o número atômico(z).
❑ Os elétrons se encontram distribuídos nos orbitais ao
redor do núcleo, dependendo do número de elétrons de
cada átomo.
❑ O átomo com o menor número de elétrons é o
hidrogênio ( z = 1), que possui apenas um elétron.
❑ Quando maior o número de elétrons de um átomo, maior
será o número de orbitais ocupado por eles.
❑ A ocupação dos orbitais não ocorre ao acaso, mas sim
conforme a ordem crescente de energia correspondente
a cada subnível.
42

Orbital
É a região do espaço onde é máxima a
probabilidade de se encontrar um
determinado elétron.
43
1 orbital
3 orbitais

44
Núcleo
Orbital
Estados Energéticos dos elétrons
Subnível

45
“Escada”
Número quântico Azimutal (l)
Há um “endereço”
sobre cada degrau.
Assim, por exemplo,
se for mencionada a
posição 3p, devemos
saber que se trata do
segundo degrau da
terceira escada, no
tocante ao nível de
energia.
Os estados energéticos dos átomos

Exemplo= Átomo de Fe com 26 e- (Z=26).
Aplicando o diagrama de Pauling, temos:
48
Expoente
indica
quantidade de
elétrons

Faça a distribuição por subníveis e níveis de
energia para as seguintes espécies:
A) 38Sr88
B) 9F-
C) 25Mn
C) 25Mn2+
Exercícios

Número Quântico Principal (n)
50
Representa o nível energético ou
camada eletrônica do átomo
(escada).

Subníveis energéticos
51
l – Número Quântico Secundário ou Azimutal
M l – Número Quântico Magnético
Valores de M l

Princípio de exclusão de
Pauling
54

Conclusão
Cada elétron é identificado por 4 números
quânticos:
❑O número quântico principal: n
❑O número quântico secundário ou
azimutal: l
❑O número quântico magnético: m ou Ml
❑O número quântico do spin: s ou Ms
55

56
s = -1/2 -----porque foi adotado que a seta para cima
representa o valor negativo de spin.

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