O documento discute o modelo atômico de Rutherford-Bohr, que explica a estrutura atômica com um núcleo denso de carga positiva ao redor do qual giram elétrons. O modelo resolvia paradoxos do modelo de Rutherford, como a estabilidade dos átomos, definindo que os elétrons podem orbitar apenas em camadas quantizadas de energia. Isso explicava as linhas discretas nos espectros atômicos.

2. Prof. Júlio Xavier

3. Prof. Júlio Xavier
e a massa da bola, poderemos prever qual o desvio que ela irá
sofrer. Por exemplo, uma bola de golfe desviará muito menos
que uma bola de pingue-pongue, devido à diferença entre
suas massas. Portanto, o desvio permitirá calcular a massa.
+
–
–
cátodo
ânodo
feixe de elétrons
tela
fluorescente
ação do campo elétrico E
e do campo magnético B
Experimento: Raios catódicos sob a ação de um campo elétrico.
Com os raios catódicos, é um pouco mais complicado
do que com bolas de golfe, porque o efeito do vento é
substituído por um campo elétrico e um campo magnético,
que agem sobre o elétron carregado negativamente. O desvio
produzido é proporcional à carga do elétron e inversamente
proporcional a sua massa. Visto que esse tipo de medida
dá apenas uma resposta, encontramos na experiência de
Thomson somente o valor da relação carga / massa.

4. Pudim de Passas
Prof. Júlio Xavier
“Plum Pudding”: Pudim de passas ou de ameixas

5. Prof. Júlio Xavier
O modelo atômico de Thomson explicava satisfatoriamente os
seguintes fenômenos:
• eletrização por atrito;
• corrente elétrica;
• formação de íons;
• descargas elétricas em gases;

6. Prof. Júlio Xavier

7. Reproduçãoproibida.Art.184doCó
Acompanhando a figura acima, vemos
ão que um pedaço do metal polônio emi-
m feixe de partículas a, que atravessa uma
na finíssima de ouro. Rutherford obser-
então, que a maior parte das partículas
ravessava a lâmina de ouro como se esta
e uma peneira; apenas algumas partícu-
desviavam ou até mesmo retrocediam.
Como explicar esse fato?
Polônio
Feixe de
partículas a
Bloco de
chumbo
Placa de chumbo
com um orifício central
Lâmina
finíssima
de ouro
Papel fotográfico
Impressões
ou manchas
fotográficas
Ernest Rutherford
Nasceu em Nelson (Nova Zelândia),
em 1871. Foi professor no Canadá e
na Inglaterra — nas universidades de
Manchester e Cambridge. Trabalhou
com ondas eletromagnéticas, raios X,
radioatividade e teoria nuclear, e reali-
zou a primeira transmutação artificial.
Recebeu o Prêmio Nobel de Química
em 1908. Faleceu em 1937. Em sua ho-
menagem, o elemento químico 104 foi
chamado de rutherfórdio (Rf).
GARCIA-PELAYO/CID
LEM 29/5/05, 18:2978
erford viu-se obrigado a admitir que a lâmina de ouro não era constituída de átomos
justapostos, como pensaram Dalton e Thomson. Ao contrário, ela seria formada por
equenos, densos e positivos, dispersos em grandes espaços vazios, como esquematizados
andes espaços vazios explicam por que a grande maioria das partículas a não sofre desvios.
Partícula que retrocedeu
Partícula desviada
Feixe de partículas a
Partículas
com percurso
inalterado
Partícula que retrocedeu
Átomos da lâmina de ouro
Partícula desviada

8. Prof. Júlio Xaviercaso de uma partícula
a; no caso extremo de
+
–
–
–
–
–
Modelo planetário

9. Prof. Júlio Xavier
denominados átomos. Um átomo é um conjunto formado
por um certo número de prótons e nêutrons, constituindo
um núcleo, ao redor do qual gira um número de elétrons
igual ao número de prótons, que constitui a eletrosfera.
Partículas
Região
(localização)
Carga
elétrica
Massa
absoluta / g
Massa
relativa
Prótons Núcleo +1 1,672x10–24
1
Nêutrons Núcleo 0 1,675x10–24
1
Elétrons Eletrosfera –1 9,109x10–28
1
1 836
OBSERVAÇÃO
Partículas subatômicas

10. Prof. Júlio Xavier
–
–
–
–
–
Núcleo
Formado
por prótons
e nêutrons
Eletrosfera
Formada por
elétrons
distribuídos em
várias camadas
es menor que a de um próton ou de um
Composição fundamental dos átomos:
Concentração das massas

11. Prof. Júlio Xavier
A identificação dos átomos
com número atômico 11. Outros exemplos:
mero atômico 17 identifica os átomos de cloro;
mero atômico 26 identifica os átomos de ferro; etc.
ão geral de um átomo é:
mplo: 35
17Cl ou 17Cl35
indica um átomo de cloro que possui 17 prótons e 18
número de massa é, pois 17 1 18 5 35.
Z
A
X ou
ZXA Número de massa
Número atômico
6/7/05, 14:2882

12. Prof. Júlio Xavier
Semelhanças atômicas: isoátomos
Espécies químicas que apresentam o número atômico (Z), o número de
nêutrons (N) ou o número de massa (A) iguais.
Isotopos

13. Prof. Júlio Xavier
Semelhanças atômicas
Isobaros são átomos de diferentes números de prótons mas que
possuem o mesmo número de massa
Isotonos são átomos de diferentes números de prótons, diferentes
números de massa, porém com mesmo número de nêutrons.

14. Prof. Júlio Xavier
Íons:
mente neutro, ou seja, o número de elétrons na
, e em conseqüência suas cargas se anulam.
étrons da eletrosfera, sem sofrer alterações em seu
.
rna
m-
êu-
ns-
ns,
um
o: o
11
on
ns.
seu
nui
ca-
vel.
-dia. Um perfeito equilíbrio entre os íons Na1
e K1
,
das células de nosso organismo. Ao colocarmos sal
verdade colocando íons Na1
e Cl2
.
ro de nêutrons (N) e o número de massa (A) de
e átomos com um ou outro número igual. A partir
Cl0
Cl–
–
Átomo de cloro
(eletricamente neutro)
Ânion cloreto
(tem uma carga negativa)
Átomo de sódio
(eletricamente neutro)
Cátion sódio
(tem uma carga positiva)
–
Na0
Na+
(Esquemas com uso de cores-fantasia; sem escala)
n negativo, também chamado ânion. Por exem-
átomo normal de cloro tem 17 prótons, 18 nêu-
17 elétrons. Ele pode ganhar 1 elétron e trans-
-se em ânion cloreto (Cl2
), que terá 17 prótons,
trons e 18 elétrons.
uando um átomo perde elétrons, ele se torna um
sitivo, também chamado cátion. Por exemplo: o
de sódio (Na) tem 11 prótons, 12 nêutrons e 11
ns.Elepodeperder1elétron, tornando-seumcátion
Na1
) com 11 prótons, 12 nêutrons e 10 elétrons.
bserve que, quando um átomo ganha elétrons, seu
ho aumenta; quando ele perde elétrons, diminui
anho; mas em ambos os casos sua massa pratica-
não se altera, pois a massa do elétron é desprezível.
s íons estão sempre presentes em nosso dia-a-dia. Um perfeito equilíbrio entre os íons Na1
e K1
,
emplo, é fundamental para o funcionamento das células de nosso organismo. Ao colocarmos sal
o de sódio) em nossos alimentos, estamos na verdade colocando íons Na1
e Cl2
.
sótopos, isóbaros e isótonos
aminando o número atômico (Z), o número de nêutrons (N) e o número de massa (A) de
tes átomos, podemos encontrar conjuntos de átomos com um ou outro número igual. A partir
giram alguns novos conceitos que agora passamos a definir:
Isótopos são átomos com mesmo número de prótons (Z ) e diferente número de
massa (A).
Cl0
Cl–
–
Átomo de cloro
(eletricamente neutro)
Ânion cloreto
(tem uma carga negativa)
Átomo de sódio
(eletricamente neutro)
Cátion sódio
(tem uma carga positiva)
–
Na0
Na+
NH4Cl

15. Prof. Júlio Xavier
Semelhanças atômicas
Isoletrônicos

16. Prof. Júlio Xavier
A ilustração acima mostra um espectro contínuo, pois as cores vão variando gradativamente do
vermelho ao violeta — que são os dois limites extremos para nossa visão. Fenômeno idêntico ocorre na
formação do arco-íris, em que as gotículas de água no ar agem sobre a luz do mesmo modo que o
prisma de vidro.
Em nosso cotidiano, o exemplo mais comum de onda ou oscilação eletromagnética é a luz. Uma
observação de grande importância é notar o comportamento da luz ao atravessar um prisma de vidro.
Um feixe de luz branca (luz solar ou de uma lâmpada incandescente comum) se decompõe em várias
cores, que formam o chamado espectro luminoso, conforme mostramos na ilustração a seguir:
Vista frontal do anteparo
Vermelho
Alaranjado
Amarelo
Verde
Azul
Anil
Violeta
Anteparo
Prisma
Lâmpada
incandescente
Dispersão da luz
branca através
de um prisma.
J.GUTIIERREZSANCHEZ/CID

17. Prof. Júlio Xavier
um tubo semelhante ao de Geissler (página 75), contendo o gás hidrogênio a ba
tensão elétrica (“lâmpada” de hidrogênio), o fenômeno observado seria bem dif
gar do espectro contínuo (isto é, contendo todas as cores), vemos agora no antep
nhas coloridas, permanecendo o restante totalmente escuro. Dizemos então que
uo e chamamos as linhas luminosas de raias ou bandas do espectro.
continuidade do espectro não ocorre só com o hidrogênio, mas com todos os eleme
bém muito importante notar que as raias do espectro são constantes para um dad
Vista frontal
do anteparo
Vermelho
Azul
Anil
Violeta
Anteparo
Prisma
“Lâmpada”
de hidrogênio
+
–

18. Prof. Júlio Xavier
A descontinuidade do espectro não ocorre só com o hidrogênio, mas com todos os elementos qu
É também muito importante notar que as raias do espectro são constantes para um dado elem
mico, mas mudam de um elemento para outro, como mostramos no esquema abaixo:
Pois bem, no início do século XX surgiu a seguinte pergunta: estariam essas raias do espe
ontínuo ligadas à estrutura atômica? É o que esclareceremos no item seguinte.
. O modelo de Rutherford-Bohr
O cientista dinamarquês Niels Bohr aprimorou, em 1913, o modelo atômico de Rutherford,
Espectro de hidrogênio
Espectro de hélio
Espectro contínuo
Espectro de sódio
Vermelho Alaranjado VerdeAmarelo Azul Anil Violeta
Comprimento de onda crescente
Alguns espectros da luz visível. Cada elemento químico tem seu espectro característico,
como se fosse uma “impressão digital”.

19. las a não sofre desvios.
o caso de uma partícula
da; no caso extremo de
.
+
–
–
–
–
–
Representação
esquemática do modelo
atômico de Rutherford.
Prof. Júlio Xavier
As “falhas” de Rutherford
nto de rotação dos elétrons em tor-
riando outro paradoxo. De fato, diz
la elétrica em movimento circular
stá constantemente emitindo ener-
ndo (perdendo) energia, sua veloci-
eo teria de diminuir com o tempo.
do de encontro ao núcleo, descre-
Como sair então desse impasse? É o
tes.
para mostrar, mais uma vez, de que maneira a ciência evolui — aos
es apontadas por novas observações e experiências, sempre em bus-
Núcleo
Elétron
–

20. No início do século XX...
Max Planck Albert Einstein
... foi demonstrado que a energia é
“quantizada”, sendo enviada em
“pacotes” de ondas carregadas pelos
fótons.
Prof. Júlio Xavier

21. Prof. Júlio Xavier
; por esse motivo, as camadas são também denominad
ia. Além disso, cada camada comporta um número máxim
ema a seguir:
2 8 18 32 32 18 2
M N O P Q
K
L
elétrons
aumento da energia

22. Prof. Júlio Xavier
do exterior, o
xterna; a quan-
m quantum de
Energia
rna para outra
a forma de luz
como ultravio-
se quantum de
Fóton
Estado Fundamental ou
estacionário
energia Estado excitado

23. Prof. Júlio Xavier
a
z
-
e
o
o
inidas, é fácil entender por que
também bem definidas. Mais
energia luminosa.
Fóton
Radiação eletromagnética
mas dúvidas servem para mostrar, mais uma vez, de que maneira a ciência evolu
ntando as contradições apontadas por novas observações e experiências, sempre
s mais satisfatórios.
eve estudo das ondas
o para os impasses apontados no item anterior começou a surgir com a m
Vamos então fazer um pequeno estudo das ondas. O exemplo mais simples
:
l
1 minuto
Ancoradouro
Observador
1
Sentido de deslocamento das ondas
234
1
2
3
4
567
8
9
10
11
12

24. Prof. Júlio Xavier
Hoje sabemos também que o espectro completo das ondas eletromagnéticas é muito mais amplo
do que o da luz visível, isto é, das ondas que podemos perceber por meio da visão. O esquema seguinte
procura dar uma idéia do espectro eletromagnético completo:
A velocidade de propagação (v) de todas as ondas eletromagnéticas no vácuo é igual e constante,
A luz branca visível é formada por:
4 • 10
–7
l (m)5 • 10
–7
6 • 10
–7
7 • 10
–7
O espectro visível
Energia solar
Produzido por osciladores elétricos
de corrente alternada
Produzidos em
reações nucleares
Ultravioleta
Raios
cósmicos
Raios g Raios X
Infravermelhos
Microondas
e radar
Rádio e TV Rádio
(ondas longas)
Luz visível
10
–16
10
–14
10
–12
10
–10
10
–8
10
–6
10
–4
10
–2
10
0
10
2
10
4
10
6
102
104
106
108
1010
1012
1014
1016
1018
1020
1022
1024
l (m)
Hz
Comprimento de onda aumenta
Diâmetro do átomo
Freqüência (e energia) aumenta
1 m 1 km

25. Prof. Júlio Xavier
descontínuos aparecem sempre as mesmas raias de cores também bem de
mos a ligação entre matéria e energia — nesse caso, a energia luminosa.
articular do átomo de hidrogênio, temos um esquema com a seguinte rela
ons e as respectivas raias do espectro:
+
1
2
3
4
–
–
–
hando a figura anterior, verifique que: quan-
Três possíveis saltos do elétron do elemento hidrogênio

26. Prof. Júlio Xavier
ro, como vimos na página 88. Se em vez da luz solar ou de uma lâmpada inca
um tubo semelhante ao de Geissler (página 75), contendo o gás hidrogênio a bai
tensão elétrica (“lâmpada” de hidrogênio), o fenômeno observado seria bem dife
gar do espectro contínuo (isto é, contendo todas as cores), vemos agora no antep
nhas coloridas, permanecendo o restante totalmente escuro. Dizemos então que o
uo e chamamos as linhas luminosas de raias ou bandas do espectro.
continuidade do espectro não ocorre só com o hidrogênio, mas com todos os elemen
bém muito importante notar que as raias do espectro são constantes para um dado
Vista frontal
do anteparo
Vermelho
Azul
Anil
Violeta
Anteparo
Prisma
“Lâmpada”
de hidrogênio
+
–

27. Prof. Júlio Xavier
Reproduçãoproibida.Art.184doCódigoPenaleLei9.610de19defevereirode1998.
ontínuo, pois as cores vão variando gradativamente do
mum de onda ou oscilação eletromagnética é a luz. Uma
omportamento da luz ao atravessar um prisma de vidro.
âmpada incandescente comum) se decompõe em várias
noso, conforme mostramos na ilustração a seguir:
Vista frontal do anteparo
Vermelho
Alaranjado
Amarelo
Verde
Azul
Anil
Violeta
Anteparo
Prisma
Lâmpada
incandescente
Dispersão da luz
branca através
de um prisma.
cima mostra um espectro contínuo, pois as cores vão variando gradativament
a — que são os dois limites extremos para nossa visão. Fenômeno idêntico ocorr
-íris, em que as gotículas de água no ar agem sobre a luz do mesmo modo q
Vista frontal do anteparo
Vermelho
Alaranjado
Amarelo
Verde
Azul
Anil
Violeta
Prisma
Dispersão da luz
branca através
de um prisma.
EDIA/
PRESS
HOS

28. Hidrogênio
Hélio
Neônio
Oxigênio
Prof. Júlio Xavier

29. Prof. Júlio Xavier
sódio emitem uma luz amarela quando submetidos a u
verificou que diferentes elementos, submetidos a uma
Elementos diferentes produzem luz com cores diferentes.
A
pr
to
Na (sódio) Sr (estrôncio)K (potássio) Cu (cobre)
CEDOC

30. Prof. Júlio Xavier
Luminosos
Os letreiros luminosos, muito usados em publicidade,
utilizam principalmente gás neônio (Ne) e, por isso, são
conhecidos por luminosos de neon.
O funcionamento desses luminosos é semelhante ao
de uma lâmpada fluorescente, ou seja, os elétrons são
excitados e, na sua volta à órbita original, emitem luz.
As diferentes cores e tonalidades que podem ser obti-
das dependem da diferença de potencial, da pressão do
gás e de sua composição.
e–
e– e–
Ne puro luz vermelha
Ne + mercúrio (Hg) luz azul
Ne + gás carbônico (CO2) luz violeta

31. Prof. Júlio Xavier