Aula referente a modelos atômicos e suas características

1. Prof. Nicodemos
quimicaealgomais.blogspot.com.br
nicoquimica@yahoo.com.br
MODELOS
ATÔMICOS
aula 5
A EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS

2. Demócrito
Átomo Demócrito
(460 – 370 A.C.)
Defendeu a idéia de que a matéria era
composta por pequeníssimas partículas.
Modelo baseado apenas na intuição e na lógica.

3. Modelo proposto por Demócrito:
• Toda a matéria é constituída por átomos
e (não era compacta)
• Os átomos encontram-se em constante
movimento;
• Universo constituído por um número
infinito de átomos, indivisíveis e eternos;

4. Aristóteles
Aristóteles
(384 a.C. - 322 a.C.)
Modelo de Demócrito foi rejeitado por
um dos maiores filósofos de todos os
tempos – Aristóteles.
O Modelo de Demócrito permaneceu na sombra durante mais de 20 séculos.
Ar Água
Terra Fogo
Aristóteles acreditava que a matéria era
contínua e composta por quatro elementos:

5. No final do século XVIII, a Química se firma como
“ciência”, principalmente devido aos experimentos e
observações de cientistas, como Lavoisier, Proust e
Dalton. Esses experimentos foram realizados com base
nas observações das massas das substâncias que
participavam dos fenômenos químicos.
Num sistema fechado, a massa total das substâncias,
antes da transformação química, é igual à massa total
após a transformação.

6. “Na natureza nada se
perde, nada se cria, tudo
se transforma.”

7. Independentemente da origem de uma determinada
substância pura, ela é sempre formada pelos mesmos
elementos químicos, combinados entre si na mesma
proporção em massa.

8. Dalton (1808)
Séc. XIX – Dalton “ressuscita” A Teoria Atômica.
John Dalton
(1776 – 1844)
Na segunda metade do séc. XVIII, a
Química sofreu uma grande evolução.
Certos fatos não podiam ser explicados
pela teoria de Aristóteles, como a Lei de
Lavoisier: “A massa dos reagentes é igual
à massa dos produtos”.
Para explicar estes fatos Jonh Dalton
propôs, em 1807, o seu modelo atômico.

9. • Tudo que existe na natureza é
composto por diminutas partículas
denominadas átomos;
• Os átomos são indivisíveis e
indestrutíveis;
• Existe um número pequeno de
átomos diferentes na natureza;
• Reunindo átomos iguais ou
diferentes nas variadas proporções,
podemos formar todas as
substâncias do universo conhecidas;

10. Modelo proposto por Dalton:• O átomo era uma esfera rígida e indivisível
(modelo da Bola de Bilhar)
Os átomos do mesmo elemento são iguais
entre si – têm a mesma massa

11. RADIOATIVIDADE
• A radioatividade foi descoberta no
século XIX. Até esse momento
predominava a ideia de que os átomos
eram as menores partículas da matéria.
Com a descoberta da radiação, os
cientistas constataram a existência de
partículas ainda menores que o átomo,
tais como: próton, nêutron, elétron.
Vamos rever um pouco dessa história?

12. RADIOATIVIDADE (sec XIX)
Os estudos de Becquerel (1896) e do casal
Curie (1897) levaram à descoberta da
radioatividade e de estranhos elementos que
emitiam energia de origem desconhecida

14. A descoberta da primeira partícula
subatômica: o elétron
J. J. Thomson
(1856 - 1940)
Thomson realizou uma série de
experiências utilizando um tubo de
raios catódicos (tubo semelhante
aos tubos existentes no interior
dos televisores).
Neste tubo, eram efetuadas
descargas elétricas através de um
gás rarefeito.
Tubo de raios catódicos

15. Raios catódicos são
corpusculares, pois quando
interceptam um molinete de
mica, este entra em rotação.
Raios catódicos são
constituídos de partículas com
carga elétrica, pois são
desviados por um campo
elétrico e magnético e, pelo
sentido do desvio, as
partículas são negativas sendo
denominadas de elétrons.
Conclusões:

16. Em 1897 Thomson propõe novo modelo:
Ao estudar as descargas no interior deste
aparelho, Thomson, descobriu o elétron.
A descarga emitida tinha carga elétrica negativa
Thomson provou que os elétrons eram corpúsculos,
dotados de carga elétrica e de massa, que fazem parte
de toda a matéria.
Observava-se uma
fluorescência esverdeada
devido à existência de
partículas de carga negativa que
saem dos átomos do cátodo.

17. Elétrons (partículas
com carga elétrica
negativa)
Esfera com carga
elétrica positiva
Modelo proposto por Thomson:
O átomo era uma esfera
maciça de carga elétrica
positiva, estando os
elétrons dispersos na
esfera.
O número de elétrons
seria tal que a carga total
do átomo seria zero.

18. A descoberta da segunda partícula
subatômica: o próton
Ernest Rutherford
(1871 - 1937)
Cientista neozelandês, estudou
com J.J. Thomson.
Em 1908 realizou uma
experiência que lhe permitiu
propor um novo modelo atômico.

19. Experiência de Rutherford

20. Para verificar se os átomos eram maciço,Rutherford
bombadeou uma finíssima lâmina de ouro(0,001cm)
com particulas alfa(α) positiva,emitidas por um
material radioativo.
As observações feitas durante o experimento
levaram Rutheford a tirar uma série de conclusões:
Experiência de Rutherford

21. As observações feitas durante o experimento
levaram Rutheford a tirar uma série de conclusões:
Experiência de Rutherford
Observações Conclusões
1-A maioria das partículas α atravessava
a lâmina sem sofre desvios.
A maior parte do átomo deve ser
vazio.Nesse espaço (eletrosfera) devem
estar localizados os elétrons .
2-Poucas partículas α( 1 em 20000) não
atravessavam a lâmina e voltavam.
Deve existir no átomo uma pequena
região onde está concentrada sua
massa( o núcleo).
3-Algumas partículas α sofriam desvios
de trajetória ao atravessar a lâmina de
ouro .
O núcleo do átomo deve ser positivo, o
que provoca uma repulsão nas
partículas α (positivas).

22. Resultados previstos segundo o modelo de Thomson:
Resultados obtidos:
As partículas α
deveriam atravessar
as folhas de ouro sem
sofrer desvios.
A maior parte das
partículas α comportava-se
como esperado, mas um
significativo número delas
sofria desvios acentuados.
● ●
● ●
● ● ●
Experiência de Rutherford

23. Resultados da experiência de Rutherford
Partículas α
Existe, no interior do átomo, uma região central
positiva – o núcleo, que exerce fortes forças
repulsivas sobre as partículas alfa.

24. Modelo proposto por Rutherford (1911):
O átomo é uma estrutura praticamente
vazia, e não uma esfera maciça;
É constituído por:
• Núcleo muito pequeno com a carga
positiva, onde se concentra quase toda
a massa do átomo.
• Elétrons com carga negativa
movendo-se em volta do núcleo.
O átomo seria um sistema semelhante ao sistema solar.
Modelo Planetário

25. A descoberta da terceira partícula
subatômica: o nêutron
• Percebeu-se que no núcleo poderia ter mais de 1 próton
• Comprometeria a estabilidade do núcleo (forças de
repulsão muito fortes).
• Rutherford admitiu que existia no núcleo partículas
semelhantes aos prótons, porém sem cargas
• Chadwick (1932) descobriu os nêutrons
• Os nêutrons serviriam para diminuir a repulsão entre os
prótons (maior estabilidade no núcleo)

26. Velódromo:
o ciclista
pode ocupar
qualquer
parte da
pista.
O modelo atômico
planetário: elétrons
giram ao redor do núcleo,
podendo ocupar qualquer
órbita existente.

27. Niels Bohr (1913)
Niels Bohr
(1885 - 1962)
Niels Bohr trabalhou com
Thomson, e posteriormente com
Rutherford.
Tendo continuado o trabalho
destes dois físicos, aperfeiçoou,
em 1913, o modelo atômico de
Rutherford.

28. modelo de Rutherford era incompatível com
algumas das teorias da Física ...
... uma partícula
carregada movendo
em uma trajetória
circular deve perder
energia

29. 1º Postulado: A eletrosfera do átomo está dividida em
regiões denominadas níveis ou camadas, onde os
elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias, de
modo a ter uma energia constante, ou seja, sem
emitirem nem absorverem energia.
Modelo Atômico de Bohr

30. 2º Postulado: Fornecendo energia (térmica, elétrica,...) a
um átomo, um ou mais elétrons a absorvem e saltam
para níveis mais afastados do núcleo (mais
energéticos). Ao voltarem ás suas órbitas originais,
devolvem a energia absorvida em forma de luz (fóton).

31. Modelo de Bohr
K L M N O P Q
) ) ) ) ) ) )
Núcleo Eletrosfera
Efeito Fotoelétrico
) ) ) Fóton
“Modelo com Níveis de energia” (1913)
Modelo de Bohr
Niels Bohr

32. SALTO QUÂNTICO

33. MODELO ATÔMICO DE CLÁSSICO
Algumas características físicas das
partículas atômicas fundamentais:

35. LUZ
É uma onda eletromagnética que se
propaga no vácuo e possui é um
perturbações oscilantes dentro do campo
visível do olho humano.
Exemplos:
Ondas do mar, Som, Onda sísmica, Luz, Ondas de rádio, Raio
X.
v = . f
v: velocidade
: comprimento de onda
f: freqüência

38. Espectro da Luz
Se a luz de uma lâmpada comum atravessa
um prisma, ela será decomposta em varias
cores, obtemos assim o espectro da luz visível:

39. Espectro da Luz

40. O ESPECTRO DISCRETO - Emissão
n = 3
n = 2
n = 1
Um elétron que ganha energia e se
encontra em um nível de energia
n = 3. Ele emite uma onda
eletromagnética, perdendo energia e
volta para o nível n = 1.
h
EE 13 

Esta onda não tem
uma freqüência
qualquer, mas

41. n = 3
n = 2
n = 1
Devido aos diferentes níveis de
energia, há possibilidades de diferentes
transições. Assim, o elétron pode saltar
de n = 3 direto para n = 1, ou ir de n = 3
para n = 2 e depois de n = 2 para n = 1.
Cada transição implica
numa emissão com freqüência
diferente. Isso explica o
surgimento das linhas no
espectro discreto dos
elementos. Note que cada
transição corresponde a uma
cor no espectro abaixo.

42. Também este modelo apresentava algumas falhas...
Este modelo adequa-se muito bem a átomos com
apenas um elétron, falhando para átomos com
vários electrões;
Este modelo também não explica a interação entre
vários átomos.
No entanto, ainda é o modelo mental utilizado por
muitos cientistas, visto ser de fácil visualização.

44. (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 não poderia ser mais
dividida. Atualmente essa idéia não é mais aceita. A respeito dos átomos, é verdadeiro
afirmar que:
01. não podem ser desintegrados
02. são formados por, pelo menos, três partículas fundamentais
04. possuem partículas positivas denominadas elétrons
08. apresentam duas regiões distintas, o núcleo e a eletrosfera
16. apresentam elétrons, cuja carga elétrica é negativa
32. contêm partículas sem carga elétrica, os nêutrons
Resolução
São falsas as afirmações 01 e 04.
Os átomos podem ser fragmentados em partículas menores.
Os elétrons possuem carga negativa.

45. (UFSC) Na famosa experiência de Rutherford, no início do século XX, com a
lâmina de ouro, o(s) fato(s) que (isoladamente ou em conjunto) indicava(m) o
átomo possuir um núcleo pequeno e positivo foi(foram)
01. As partículas alfa teriam cargas negativas
02. Ao atravessar a lâmina, uma maioria de partículas alfa sofreria desvio de sua
trajetória.
04. Um grande número de partículas alfa não atravessaria a lâmina
08. Um pequeno número de partículas alfa atravessando a lâmina sofreria desvio
de sua trajetória
16. A maioria das partículas alfa atravessaria os átomos da lâmina sem sofrer
desvio de sua trajetória.
Indique as corretas.
Estão corretas as afirmativas 08 e 16.

46. (UFMG) Dalton, Rutherford e Bohr propuseram, em diferentes épocas, modelos
atômicos. Algumas características desses modelos são apresentadas abaixo:
modelo I: Núcleo atômico denso, com carga positiva. Elétrons em órbitas circulares.
modelo II: Átomos maciços e indivisíveis.
modelo III: Núcleo atômico denso, com carga elétrica positiva. Elétrons em órbitas
circulares de energia quantizada.
A associação modelo/cientista correta é:
a) I/Bohr , II/Dalton , III/Rutherford
b) I/Dalton , II/Bohr , III/Rutherford
c) I/Dalton , II/Rutherford , III/Bohr
d) I/Rutherford , II/Bohr , III/Dalton
e) I/Rutherford , II/Dalton , III/Bohr
Resolução:A alternativa correta é a e.

47. (ITA) Considerando a experiência de Rutherford, assinale a alternativa falsa:
a) A experiência consistiu em bombardear películas metálicas delgadas com
partículas alfa.
b) Algumas partículas alfa foram desviadas do seu trajeto devido à repulsão exercida
pelo núcleo positivo do metal.
c) Observando o espalhamento das partículas alfa, Rutherford concluiu que o átomo
tem densidade uniforme.
d) Essa experiência permitiu descobrir o núcleo atômico e seu tamanho relativo.
e) Rutherford sabia antecipadamente que as partículas alfa eram carregadas
positivamente.
A alternativa falsa é a c.

48. (Fuvest) Há exatos 100 anos, J.J. Thomson determinou, pela primeira
vez, a relação entre a massa e a carga do elétron, o que pode ser
considerado como a descoberta do elétron. É reconhecida como uma
contribuição de Thomson ao modelo atômico:
a) o átomo ser indivisível
b) a existência de partículas subatômicas
c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia
d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo
e) o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma eletrosfera
Alternativa b.

49. Aponte em cada modelo a seguir as características que
contrariam a proposta de modelo atômico atual: o átomo
constituído de núcleo e eletrosfera, considerando as partículas
subatômicas: prótons, nêutrons e elétrons.
I. Átomo dos gregos Demócrito de Abdera (420 a.C.) e Leucipo
(450 a.C.): a matéria era composta por pequenas partículas que
receberam a denominação de átomo (do grego átomo =
indivisível).
II. Átomo de Dalton: uma esfera maciça, homogênea, indivisível,
indestrutível e eletricamente neutra.
III. Átomo de Thomson: o átomo como uma pequena esfera
positiva impregnada de partículas negativas, os elétrons.
IV. Átomo de Rutherford: o átomo consiste em um núcleo
pequeno que compreende toda a carga positiva e praticamente a
massa do átomo, e também de uma região extranuclear, que é
um espaço vazio onde só existem elétrons distribuídos.

50. Resposta Questão 1
I - Esse modelo é um modelo filosófico (sem base
científica), onde o átomo não tem forma definida e não
possui núcleo.
II - Os átomos não podem ser maciços, mas, ao
contrário, possuem um grande espaço vazio que
comportam elétrons, estes giram ao redor do núcleo.
III - Os elétrons não se encontram fixos no átomo, eles
se movimentam na eletrosfera.
IV - Rutherford conceituou que no núcleo atômico se
encontram partículas (prótons) que têm uma massa
maior que a do elétron, mas se tratando da carga, o
núcleo e o elétron possuem cargas iguais, e de sinais
opostos.

51. Uma importante contribuição do modelo de Rutherford
foi considerar o átomo constituído de:
a) elétrons mergulhados numa massa homogênea de
carga positiva.
b) uma estrutura altamente compactada de prótons e
elétrons.
c) um núcleo de massa desprezível comparada com a
massa do elétron.
d) uma região central com carga negativa chamada
núcleo.
e) um núcleo muito pequeno de carga positiva, cercada
por elétrons.

52. Resposta Questão 2
a) (INCORRETA) De acordo com Rutherford, os elétrons
apresentavam carga negativa.
b) (INCORRETA) A estrutura onde se encontrava os
elétrons (eletrosfera) era considerada vazia, e não
compactada.
c) (INCORRETA) O núcleo continha praticamente toda a
massa do átomo, segundo o conceito de Rutherford.
d) (INCORRETA) O experimento permitiu concluir que a
região central (núcleo) possuía carga positiva
A alternativa correta é a letra E.