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A
constituição
da matéria
O ÁTOMO
Questões energéticas,
ambientais, biológicas,
químicas e físicas passam
primeiro pelo estudo do
ÁTOMO.
Como surgiu a ideia do átomo?
➢ Explicar a natureza e a sua constituição - MATÉRIA.
2. a constituição da matéria   átomo
2. a constituição da matéria   átomo
2. a constituição da matéria   átomo
Modelo Atômico de DALTON
Século XIX – John Dalton
➢ Retomou a ideia do átomo.
➢ Por meio de observações Dalton acreditou que o
átomo seria a partícula elementar, a menor unidade de
matéria.
➢ Para Dalton os átomos eram esferas minúsculas, rígidas
e indestruríveis.
➢Modelo conhecido “BOLA de BILHAR”.
✓ Os postulados de Dalton era baseado nas Leis
Ponderais de Lavoisier e Proust .
Modelo de Dalton
“Na natureza, nada se perde, nada se cria, tudo se transforma.”
✓ Para que reação que ocorra em sistema fechado, a massa
total dos regentes é sempre igual a massa total dos produtos,
quaisquer que sejam as transformações que venham a ocorrer.
✓ Dalton, por sua vez, propôs que a matéria é formada por
átomos que não podem ser criados nem destruídos.
✓ Isso leva à seguinte conclusão lógica: se o número de átomos
permanece constante durante uma reação, então a massa
do sistema também se manterá constante.
➢ Para Dalton o que acontecia era um rearranjo dos átomos, em
combinações diferentes originando substâncias diferentes.
Lei das Proporções Constantes (Lei de Proust)
“Toda substância apresenta uma proporção em
massa constante na sua composição.”
Se desejarmos obter duas moléculas de CO2 deveremos usar o dobro
das quantidades, tanto de carbono como de oxigênio.
Os principais postulados da teoria de Dalton são:
Os principais postulados da teoria de Dalton são:
1. “Toda matéria é composta por minúsculas partículas chamadas átomos”.
Ou seja, Átomos são partículas muito pequenas, maciças e indivisíveis.
2. “Os átomos de um determinado elemento são idênticos em massa e
apresentam as mesmas propriedades e diferentes elementos são
constituídos de diferentes tipos de átomos.
3. “Átomos são permanentes e indivisíveis e não podem ser criados, nem
destruídos”. As reações químicas comuns não passam de uma reorganização
dos átomos. Ou seja, Átomos são indestrutíveis e as reações químicas não
passam de reorganizações desses átomos.
4. “Os compostos são formados pela combinação de átomos de elementos
diferentes em proporções fixas.
Limitações do Modelo de Dalton
➢ Não conseguiu explicar a natureza elétrica dos
materiais.
➢ Final do séc. XIX o britânico Joseph John
Thomson chegou a uma conclusão para
explicar a natureza elétrica da matéria.
Que já havia sido descoberta
Em 1831, após uma série de experiência em
eletrólise, Faraday conclui que a
ELETRICIDADE ESTAVA RELACIONADA À
EXISTÊNCIA DE ALGUMA PARTÍCULA
Michael
Faraday
(FIS/QUI)
Em 1891, o físico irlandês
George Stoney
propôs o nome ELÉTRON para
a unidade de eletricidade.
Neste momento ainda não era
compravada a exitência
do elétron.
Foram os estudos do
cientista inglês William
Crooks que permitiram
tal identificação desta
partícula
Para isso ele criou a
AMPOLA de CROOKS
Nesta ampola, que também é
chamada de TUBO, contém
um gás ou ar à baixa pressão
Quando submetido à corrente
elétrica oberva-se a produção
de raios luminosos
Estes raios luminosos
“caminham”do polo negativo(-) para
o polo positivo (+)
Esses raios foram chamados
de RAIOS CATÓDICOS
Joseph
John
THOMSON
Foi quando em 1903, o físico inglês
Thomson utilizou os tubos de raios
catódicos (ampola de Crooks) e
realizou a seguinte experiência:
Inseriu dois polos na região da ampola
onde passavam os raios catódicos
e obervou que estes sofriam desvio na
direção do polo POSITIVO.
O modelo de átomo de Thomson ficou conhecido como sendo
comparado a um panetone, em que a massa seria a carga
positiva do átomo e as frutas cristalizadas a carga negativa do
átomo.
O modelo atômico de Thomson representou um
grande avanço, principalmente ao indicar a
existência dos elétrons. Contudo, seu modelo não
era suficiente para explicar outros dados
experimentais já conhecidos
Outra evidência da existência
do elétron foi dada pelo físico
Millikan que inclusive determinou
a carga e foi agraciado com o Nobel
de Física de 1923.Robert A.
Millikan
Carga do
elétron:
1,6 x 10-19 c
2. a constituição da matéria   átomo
2. a constituição da matéria   átomo
✓ Em 1911, o neozelandês Ernest
Rutherford realizou uma importante
experiência com o polônio capaz de
emitir partículas alfa α (carga positiva).
Modelo Rutherford (séc. XX)
2. a constituição da matéria   átomo
2. a constituição da matéria   átomo
2. a constituição da matéria   átomo
Modelo atômico de Bohr
De acordo com o modelo atômico proposto por Rutherford, os
elétrons ao girarem ao redor do núcleo, com o tempo perderiam
energia, e se chocariam com o mesmo. Como o átomo é uma
estrutura estável, Niels Bohr formulou uma teoria (1913) sobre o
movimento dos elétrons, fundamentado na Teoria Quântica da
Radiação (1900) de Max Planck.
A teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes postulados:
1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias
ao redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia.
.
Bohr
Modelo atômico de Bohr
2º postulado: Fornecendo energia (elétrica, térmica,
....) a um átomo, um ou mais elétrons a absorvem e
saltam para níveis mais afastados do núcleo. Ao
voltarem as suas órbitas originais, devolvem a energia
recebida em forma de luz (fenômeno observado,
tomando como exemplo, uma barra de fero aquecida
ao rubro).
2. a constituição da matéria   átomo
✓ Camadas (7 camadas )
✓ K,L,M,N,O P,Q
✓Átomo apresenta
núcleo pequeno
carregado
positivamente,
cercado por
elétrons em sua
órbita.
2. a constituição da matéria   átomo
Refinamentos da teoria de Bohr
Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld em 1916, observou
que os níveis (K, L, M, N, O, P, Q) se dividia em subníveis
(regiões menores s, p, d, f) e que os elétrons de um
mesmo nível, ocupam órbitas de trajetórias diferentes
(circulares e elípticas) concluiu obtendo assim o
modelo-Sommerfeld
Sommerfeld
2. a constituição da matéria   átomo
Modelo atomico atual (quantico)
O modelo proposto por Bohr trouxe um avanço ao considerar níveis
quantizados de energia, mas ainda apresentava inúmeros problemas. Muita
coisa permanecia sem explicação.
O modelo atômico atual resulta do aprimoramento de modelos elaborados
ao longo do século XIX e XX, é um modelo matemático- probabilístico que
se baseia em dois princípios:
• A dualidade partícula-onda
do elétron (Broglie) Em 1924.
Broglie
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• O princípio da incerteza de Heisenberg - Em 1927. impossível
determinar a posição e a velocidade de um elétron num mesmo
instante.
Heisenberg
Equação de Heisenberg
Mecânica ondulatória Erwin Shrödinger, em 1933.
Probabilidade de encontrar um elétron girando em
torno do átomo.
Shrödinger
Modelo atômico atual (quantico)
Diagrama de Linus Pauling e regra de Hund.
(décadas de 30 e 40)
Linus Pauling
Friedrich Hund
2. a constituição da matéria   átomo
O modelo atômico atual considera que os
elétrons se encontra ao redor do núcleo em uma
região denominada orbital.
O átomo
Considerações sobre o modelo atômico
atual.
Cronograma da evolução das teorias do
átomo
Ano (período) Acontecimento histórico
460 à 370 a.C. Demócrito e Leucipo
(476 à 1453) Idade media,
XII e XIV
Surgimento da alquimia
Ente os Século XVII e XX (Boyle, Lavoisier, Proust, etc.
1803 Dalton
1887 Thomson
1911 Rutherford
1913 Bohr
1916 Refinamento pôr Sommerfeld
1924 Broglie – dualidade- novo modelo
1927 Heisenberg – incerteza- novo
mod.
1933 Shrödinger-função de onda-
novo
O que é Modelo Atômico?
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.
CONSTITUIÇÃO DA
MATÉRIA
ÁTOMOS E ELEMENTO QUÍMICO
Constituição da matéria - ÁTOMOS
Do grego átomo: a negação; tomo
divisível
✓ Átomo era necessariamente
NEUTRO;
✓ Número de elétrons = número
de prótons;
✓Essa característica foi denominada
Número atômico (Z).
✓ O modelo de Rutherford permitiu
identificar que a principal característica do
átomo é a quantidade de prótons no seu
núcleo;
ELEMENTO QUÍMICO
“Conjunto de átomos que apresenta o
mesmo número de prótons.”
✓ A grandeza que mede a quantidade
de prótons é denominada Número
Atômico.
Para identificar um elemento químico fora da
Tabela Periódica, costuma-se colocar o símbolo do
elemento no centro, número de massa (A) na parte
superior e o número atômico (Z) na parte inferior. A
figura abaixo mostra como isso pode ser feito para
representar um elemento químico:
Essa representação está de acordo com as normas
da União da Química Pura e Aplicada (IUPAC).
✓Átomos quimicamente iguais tinham o
mesmo Número Atômico (Z) isto é, o
mesmo número de prótons mas
podiam ter massas diferentes por
diferença no número de nêutrons
que existiam em seu núcleo.
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2. a constituição da matéria átomo

  • 2. Questões energéticas, ambientais, biológicas, químicas e físicas passam primeiro pelo estudo do ÁTOMO.
  • 3. Como surgiu a ideia do átomo? ➢ Explicar a natureza e a sua constituição - MATÉRIA.
  • 7. Modelo Atômico de DALTON Século XIX – John Dalton ➢ Retomou a ideia do átomo. ➢ Por meio de observações Dalton acreditou que o átomo seria a partícula elementar, a menor unidade de matéria. ➢ Para Dalton os átomos eram esferas minúsculas, rígidas e indestruríveis. ➢Modelo conhecido “BOLA de BILHAR”.
  • 8. ✓ Os postulados de Dalton era baseado nas Leis Ponderais de Lavoisier e Proust . Modelo de Dalton “Na natureza, nada se perde, nada se cria, tudo se transforma.” ✓ Para que reação que ocorra em sistema fechado, a massa total dos regentes é sempre igual a massa total dos produtos, quaisquer que sejam as transformações que venham a ocorrer. ✓ Dalton, por sua vez, propôs que a matéria é formada por átomos que não podem ser criados nem destruídos. ✓ Isso leva à seguinte conclusão lógica: se o número de átomos permanece constante durante uma reação, então a massa do sistema também se manterá constante.
  • 9. ➢ Para Dalton o que acontecia era um rearranjo dos átomos, em combinações diferentes originando substâncias diferentes.
  • 10. Lei das Proporções Constantes (Lei de Proust) “Toda substância apresenta uma proporção em massa constante na sua composição.” Se desejarmos obter duas moléculas de CO2 deveremos usar o dobro das quantidades, tanto de carbono como de oxigênio.
  • 11. Os principais postulados da teoria de Dalton são: Os principais postulados da teoria de Dalton são: 1. “Toda matéria é composta por minúsculas partículas chamadas átomos”. Ou seja, Átomos são partículas muito pequenas, maciças e indivisíveis. 2. “Os átomos de um determinado elemento são idênticos em massa e apresentam as mesmas propriedades e diferentes elementos são constituídos de diferentes tipos de átomos. 3. “Átomos são permanentes e indivisíveis e não podem ser criados, nem destruídos”. As reações químicas comuns não passam de uma reorganização dos átomos. Ou seja, Átomos são indestrutíveis e as reações químicas não passam de reorganizações desses átomos. 4. “Os compostos são formados pela combinação de átomos de elementos diferentes em proporções fixas.
  • 12. Limitações do Modelo de Dalton ➢ Não conseguiu explicar a natureza elétrica dos materiais. ➢ Final do séc. XIX o britânico Joseph John Thomson chegou a uma conclusão para explicar a natureza elétrica da matéria. Que já havia sido descoberta
  • 13. Em 1831, após uma série de experiência em eletrólise, Faraday conclui que a ELETRICIDADE ESTAVA RELACIONADA À EXISTÊNCIA DE ALGUMA PARTÍCULA Michael Faraday (FIS/QUI) Em 1891, o físico irlandês George Stoney propôs o nome ELÉTRON para a unidade de eletricidade. Neste momento ainda não era compravada a exitência do elétron. Foram os estudos do cientista inglês William Crooks que permitiram tal identificação desta partícula Para isso ele criou a AMPOLA de CROOKS
  • 14. Nesta ampola, que também é chamada de TUBO, contém um gás ou ar à baixa pressão Quando submetido à corrente elétrica oberva-se a produção de raios luminosos Estes raios luminosos “caminham”do polo negativo(-) para o polo positivo (+) Esses raios foram chamados de RAIOS CATÓDICOS
  • 15. Joseph John THOMSON Foi quando em 1903, o físico inglês Thomson utilizou os tubos de raios catódicos (ampola de Crooks) e realizou a seguinte experiência: Inseriu dois polos na região da ampola onde passavam os raios catódicos e obervou que estes sofriam desvio na direção do polo POSITIVO.
  • 16. O modelo de átomo de Thomson ficou conhecido como sendo comparado a um panetone, em que a massa seria a carga positiva do átomo e as frutas cristalizadas a carga negativa do átomo. O modelo atômico de Thomson representou um grande avanço, principalmente ao indicar a existência dos elétrons. Contudo, seu modelo não era suficiente para explicar outros dados experimentais já conhecidos Outra evidência da existência do elétron foi dada pelo físico Millikan que inclusive determinou a carga e foi agraciado com o Nobel de Física de 1923.Robert A. Millikan Carga do elétron: 1,6 x 10-19 c
  • 19. ✓ Em 1911, o neozelandês Ernest Rutherford realizou uma importante experiência com o polônio capaz de emitir partículas alfa α (carga positiva). Modelo Rutherford (séc. XX)
  • 23. Modelo atômico de Bohr De acordo com o modelo atômico proposto por Rutherford, os elétrons ao girarem ao redor do núcleo, com o tempo perderiam energia, e se chocariam com o mesmo. Como o átomo é uma estrutura estável, Niels Bohr formulou uma teoria (1913) sobre o movimento dos elétrons, fundamentado na Teoria Quântica da Radiação (1900) de Max Planck. A teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes postulados: 1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias ao redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia. . Bohr
  • 24. Modelo atômico de Bohr 2º postulado: Fornecendo energia (elétrica, térmica, ....) a um átomo, um ou mais elétrons a absorvem e saltam para níveis mais afastados do núcleo. Ao voltarem as suas órbitas originais, devolvem a energia recebida em forma de luz (fenômeno observado, tomando como exemplo, uma barra de fero aquecida ao rubro).
  • 26. ✓ Camadas (7 camadas ) ✓ K,L,M,N,O P,Q ✓Átomo apresenta núcleo pequeno carregado positivamente, cercado por elétrons em sua órbita.
  • 28. Refinamentos da teoria de Bohr Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld em 1916, observou que os níveis (K, L, M, N, O, P, Q) se dividia em subníveis (regiões menores s, p, d, f) e que os elétrons de um mesmo nível, ocupam órbitas de trajetórias diferentes (circulares e elípticas) concluiu obtendo assim o modelo-Sommerfeld Sommerfeld
  • 30. Modelo atomico atual (quantico) O modelo proposto por Bohr trouxe um avanço ao considerar níveis quantizados de energia, mas ainda apresentava inúmeros problemas. Muita coisa permanecia sem explicação. O modelo atômico atual resulta do aprimoramento de modelos elaborados ao longo do século XIX e XX, é um modelo matemático- probabilístico que se baseia em dois princípios: • A dualidade partícula-onda do elétron (Broglie) Em 1924. Broglie
  • 31. Modelo atomico atual (quântico) • O princípio da incerteza de Heisenberg - Em 1927. impossível determinar a posição e a velocidade de um elétron num mesmo instante. Heisenberg Equação de Heisenberg
  • 32. Mecânica ondulatória Erwin Shrödinger, em 1933. Probabilidade de encontrar um elétron girando em torno do átomo. Shrödinger Modelo atômico atual (quantico)
  • 33. Diagrama de Linus Pauling e regra de Hund. (décadas de 30 e 40) Linus Pauling Friedrich Hund
  • 35. O modelo atômico atual considera que os elétrons se encontra ao redor do núcleo em uma região denominada orbital.
  • 36. O átomo Considerações sobre o modelo atômico atual.
  • 37. Cronograma da evolução das teorias do átomo Ano (período) Acontecimento histórico 460 à 370 a.C. Demócrito e Leucipo (476 à 1453) Idade media, XII e XIV Surgimento da alquimia Ente os Século XVII e XX (Boyle, Lavoisier, Proust, etc. 1803 Dalton 1887 Thomson 1911 Rutherford 1913 Bohr 1916 Refinamento pôr Sommerfeld 1924 Broglie – dualidade- novo modelo 1927 Heisenberg – incerteza- novo mod. 1933 Shrödinger-função de onda- novo
  • 38. O que é Modelo Atômico? 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.
  • 40. Constituição da matéria - ÁTOMOS Do grego átomo: a negação; tomo divisível
  • 41. ✓ Átomo era necessariamente NEUTRO; ✓ Número de elétrons = número de prótons; ✓Essa característica foi denominada Número atômico (Z). ✓ O modelo de Rutherford permitiu identificar que a principal característica do átomo é a quantidade de prótons no seu núcleo;
  • 42. ELEMENTO QUÍMICO “Conjunto de átomos que apresenta o mesmo número de prótons.” ✓ A grandeza que mede a quantidade de prótons é denominada Número Atômico.
  • 43. Para identificar um elemento químico fora da Tabela Periódica, costuma-se colocar o símbolo do elemento no centro, número de massa (A) na parte superior e o número atômico (Z) na parte inferior. A figura abaixo mostra como isso pode ser feito para representar um elemento químico:
  • 44. Essa representação está de acordo com as normas da União da Química Pura e Aplicada (IUPAC).
  • 45. ✓Átomos quimicamente iguais tinham o mesmo Número Atômico (Z) isto é, o mesmo número de prótons mas podiam ter massas diferentes por diferença no número de nêutrons que existiam em seu núcleo.