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Aula atomistica
Introdução
• Sabemos que matéria é tudo que ocupa lugar no espaço e que
uma porção (pedaço) limitada da matéria denomina-se corpo.
Os corpos, quando manufaturados para servir de utensílios ao
homem, formam os objetos.
• Sabemos também que tanto a matéria, o corpo como o objeto
é formado de diferentes espécies de substâncias e estas por
minúsculas partículas básicas, denominadas átomos.
Introdução
• Este conceito é o que chamamos de teoria atômica, ou
seja: “a matéria é constituída de átomos”.
• Ao longo da história os estudos da constituição da matéria
sofreu muitas alterações devidos as teoria e modelos atômicos
criados para explicar sua constituição.
Primeiras ideias sobre átomo
• Leucipo e Demócrito, filósofos gregos que viveram entre os
séculos IV e V a. C., criaram o conceito de átomo.
• Eles acreditavam que o universo era constituído por partículas
indivisíveis,eternas e indestrutíveis, que estão em movimento
no vazio.
• Átomos de um elemento diferiam de átomos de outro
elemento na forma, no tamanho e no movimento, o que
conferia propriedades características a cada elemento.
A evolução dos modelos atômicos
• John Dalton, brilhante cientista inglês,
através de experimentos, deu uma visão
científica a ideia do átomo criada pelos
antigos filósofos gregos.
• Dalton propôs que a matéria era formada por partículas
distintas, denominadas átomos. Ele concebia os átomos como
esferas maciças, indivisíveis e indestrutíveis.
Modelo atômico de Dalton
O modelo atômico elaborado por Danton pode ser resumido da
seguinte maneira:
• Toda a matéria é formada por átomos, partículas esféricas,
maciças indivisíveis e indestrutíveis;
• Existe um tipo de átomo para cada elemento;
• Átomos de um mesmo elemento são iguais entre si;
• Átomos de elementos distintos diferem quanto à massa;
• Os átomos podem se unir entre si formando “átomos complexos”;
• Uma reação química nada mais é do que a união e separação de
átomos.
A evolução dos modelos atômicos
Modelo atômico de Dalton
A descoberta do elétron
• O elétron é uma partícula que possui carga negativa e que ele
pode ser encontrado nos átomos que constituem toda e
qualquer substância;
• A descoberta dessa partícula é relativamente recente, ocorreu
no final do século XIX e foi resultado dos trabalhos
desenvolvidos pelo físico inglês J. J. Thomson;
• Quando ele se interessou pela pesquisa da natureza e
propriedades de certas radiações, as quais na época eram
conhecidas com a denominação de raios catódicos.
A evolução dos modelos atômicos
• Em 1903, o cientista inglês Joseph J. Thomson, baseado em
experiências realizadas com gases e que mostraram que a
matéria era formada por cargas elétricas positivas e negativas,
modificou o modelo atômico de Dalton.
Modelo atômico de Thomson
A evolução dos modelos atômicos
• Segundo Thomson, o átomo seria uma esfera maciça e positiva
com as cargas negativas distribuídas, ao acaso, na esfera. A
quantidade de cargas positivas e negativas seriam iguais e
dessa forma o átomo seria eletricamente neutro. O modelo
proposto por Thomson ficou conhecido como "pudim com
passas"
Modelo atômico de Thomson
A evolução dos modelos atômicos
• A descoberta da radioatividade é considerada importantíssima
para a evolução do pensamento cientifico do final do século
XIX.
• Pode se dizer de maneira simples que radioatividade é a
emissão espontânea de radiação invisível e de alta energia pela
matéria. Há vários tipos de radiação, porém os mais comuns
são a radiação alfa, beta e gama.
Modelo atômico de Rutherford
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• Em 1911, o neozelandês Ernest Rutherford realizou uma
importante experiência.
Modelo atômico de Rutherford
Ele pegou um pedaço do metal polônio (Po) que emite partículas alfa (α) e colocou em uma caixa de
chumbo com um pequeno orifício. As partículas alfa atravessavam outras placas de chumbo através de
orifícios no seu centro. Depois atravessavam um lâmina muito fina ouro. Rutherford adaptou um
anteparo móvel com sulfeto de zinco para registrar o caminho percorrido pelas partículas.
• Ele concluiu que o átomo não era uma esfera positiva com
elétrons mergulhados nesta esfera. Concluiu que:
• o átomo é um enorme vazio;
• o átomo tem um núcleo muito pequeno;
• o átomo tem núcleo positivo(+), já que partículas alfa
desviavam algumas vezes;
• os elétrons estão ao redor do núcleo (na eletrosfera) para
equilibrar as cargas positivas.
Modelo atômico de Rutherford
A evolução dos modelos atômicos
• O modelo atômico de Rutherford sugeriu então, um átomo
com órbitas circulares dos elétrons em volta do núcleo.
Comparou o átomo com o Sistema Solar, onde os elétrons
seriam os planetas e o núcleo seria o Sol.
Modelo atômico de Rutherford
A evolução dos modelos atômicos
• A experiência de Rutherford mostrou que no núcleo atômico
além do próton deveria existir uma outra partícula. Esta foi
descoberta em 1932 pelo cientista inglês James Chadwick e
recebeu o nome de nêutron.
A evolução dos modelos atômicos
• Este físico dinamarquês propôs um
aperfeiçoamento do modelo de
Rutherford, baseado nos
conhecimentos e conceitos da Teoria
Quântica e com sustentação
experimental em eletroscopia, ele
postulou que:
Modelo atômico de Bohr
• Os elétrons descrevem órbitas circulares (camadas) bem
definidas, ao redor do núcleo, tendo cada órbita uma energia
constante e sendo maior, quanto mais afastado do núcleo for a
camada;
• Os elétrons quando absorvem energia “pulam” para uma
camada superior (afastada do núcleo) e quando voltam para o
seu nível de energia original liberam a energia recebida, na
forma de onda eletromagnética (luz);
• As camadas, orbitais ou níveis de energia foram denominadas
K, L, M, N, O, P e Q.
Modelo atômico de Bohr
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Modelo atômico de Bohr
A evolução dos modelos atômicos
• A partir do modelo de Böhr, Arnold Sommerfeld propôs que os
níveis de energia (camadas) estariam subdivididos em regiões
menores denominadas subníveis de energia;
Modelo atômico de Sommerfeld
Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld
concluiu que os elétrons de um mesmo
nível, ocupam órbitas de trajetórias
diferentes ( circulares e elípticas ) a que
denominou de subníveis, que podem ser
de quatro tipos: s , p , d , f .
Modelo atômico atual
• No ano de 1926, o físico alemão Werner Heisenberg
explicou, utilizando os conceitos da Mecânica Quântica, que
não se pode determinar simultaneamente, com absoluta
exatidão, a velocidade e a posição de um elétron num átomo.
Tal teoria ficou conhecida como Princípio da Incerteza.
Modelo atômico de Schrödinger
• A partir dessa teoria, entendeu-se que seria mais apropriado
que existam regiões ao redor do núcleo do átomo, nas quais a
probabilidade de se encontrar um elétron é máxima, regiões
estas que recebem o nome de orbital.
• Assim, o movimento do elétron ao redor do núcleo atômico foi
descrito pela primeira vez em 1927 pelo físico teórico
austríaco Erwin Schrödinger, por intermédio de equações
matemáticas que relacionam a natureza da partícula, a carga, a
energia, e a massa do elétron, propondo o Modelo Atômico de
Schrödinger.
Modelo atômico de Schrödinger
Modelo atômico atual
• De acordo com esse novo modelo atômico, o elétron é uma
partícula-onda que se movimenta no espaço, mas estará com
maior probabilidade no interior de uma esfera concêntrica ao
núcleo (orbital). Devido à sua velocidade, o elétron permanece
dentro do orbital, assemelhando-se a uma nuvem eletrônica.
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  • 2. Introdução • Sabemos que matéria é tudo que ocupa lugar no espaço e que uma porção (pedaço) limitada da matéria denomina-se corpo. Os corpos, quando manufaturados para servir de utensílios ao homem, formam os objetos. • Sabemos também que tanto a matéria, o corpo como o objeto é formado de diferentes espécies de substâncias e estas por minúsculas partículas básicas, denominadas átomos.
  • 3. Introdução • Este conceito é o que chamamos de teoria atômica, ou seja: “a matéria é constituída de átomos”. • Ao longo da história os estudos da constituição da matéria sofreu muitas alterações devidos as teoria e modelos atômicos criados para explicar sua constituição.
  • 4. Primeiras ideias sobre átomo • Leucipo e Demócrito, filósofos gregos que viveram entre os séculos IV e V a. C., criaram o conceito de átomo. • Eles acreditavam que o universo era constituído por partículas indivisíveis,eternas e indestrutíveis, que estão em movimento no vazio. • Átomos de um elemento diferiam de átomos de outro elemento na forma, no tamanho e no movimento, o que conferia propriedades características a cada elemento.
  • 5. A evolução dos modelos atômicos • John Dalton, brilhante cientista inglês, através de experimentos, deu uma visão científica a ideia do átomo criada pelos antigos filósofos gregos. • Dalton propôs que a matéria era formada por partículas distintas, denominadas átomos. Ele concebia os átomos como esferas maciças, indivisíveis e indestrutíveis. Modelo atômico de Dalton
  • 6. O modelo atômico elaborado por Danton pode ser resumido da seguinte maneira: • Toda a matéria é formada por átomos, partículas esféricas, maciças indivisíveis e indestrutíveis; • Existe um tipo de átomo para cada elemento; • Átomos de um mesmo elemento são iguais entre si; • Átomos de elementos distintos diferem quanto à massa; • Os átomos podem se unir entre si formando “átomos complexos”; • Uma reação química nada mais é do que a união e separação de átomos. A evolução dos modelos atômicos Modelo atômico de Dalton
  • 7. A descoberta do elétron • O elétron é uma partícula que possui carga negativa e que ele pode ser encontrado nos átomos que constituem toda e qualquer substância; • A descoberta dessa partícula é relativamente recente, ocorreu no final do século XIX e foi resultado dos trabalhos desenvolvidos pelo físico inglês J. J. Thomson; • Quando ele se interessou pela pesquisa da natureza e propriedades de certas radiações, as quais na época eram conhecidas com a denominação de raios catódicos.
  • 8. A evolução dos modelos atômicos • Em 1903, o cientista inglês Joseph J. Thomson, baseado em experiências realizadas com gases e que mostraram que a matéria era formada por cargas elétricas positivas e negativas, modificou o modelo atômico de Dalton. Modelo atômico de Thomson
  • 9. A evolução dos modelos atômicos • Segundo Thomson, o átomo seria uma esfera maciça e positiva com as cargas negativas distribuídas, ao acaso, na esfera. A quantidade de cargas positivas e negativas seriam iguais e dessa forma o átomo seria eletricamente neutro. O modelo proposto por Thomson ficou conhecido como "pudim com passas" Modelo atômico de Thomson
  • 10. A evolução dos modelos atômicos • A descoberta da radioatividade é considerada importantíssima para a evolução do pensamento cientifico do final do século XIX. • Pode se dizer de maneira simples que radioatividade é a emissão espontânea de radiação invisível e de alta energia pela matéria. Há vários tipos de radiação, porém os mais comuns são a radiação alfa, beta e gama. Modelo atômico de Rutherford
  • 11. A evolução dos modelos atômicos • Em 1911, o neozelandês Ernest Rutherford realizou uma importante experiência. Modelo atômico de Rutherford Ele pegou um pedaço do metal polônio (Po) que emite partículas alfa (α) e colocou em uma caixa de chumbo com um pequeno orifício. As partículas alfa atravessavam outras placas de chumbo através de orifícios no seu centro. Depois atravessavam um lâmina muito fina ouro. Rutherford adaptou um anteparo móvel com sulfeto de zinco para registrar o caminho percorrido pelas partículas.
  • 12. • Ele concluiu que o átomo não era uma esfera positiva com elétrons mergulhados nesta esfera. Concluiu que: • o átomo é um enorme vazio; • o átomo tem um núcleo muito pequeno; • o átomo tem núcleo positivo(+), já que partículas alfa desviavam algumas vezes; • os elétrons estão ao redor do núcleo (na eletrosfera) para equilibrar as cargas positivas. Modelo atômico de Rutherford
  • 13. A evolução dos modelos atômicos • O modelo atômico de Rutherford sugeriu então, um átomo com órbitas circulares dos elétrons em volta do núcleo. Comparou o átomo com o Sistema Solar, onde os elétrons seriam os planetas e o núcleo seria o Sol. Modelo atômico de Rutherford
  • 14. A evolução dos modelos atômicos • A experiência de Rutherford mostrou que no núcleo atômico além do próton deveria existir uma outra partícula. Esta foi descoberta em 1932 pelo cientista inglês James Chadwick e recebeu o nome de nêutron.
  • 15. A evolução dos modelos atômicos • Este físico dinamarquês propôs um aperfeiçoamento do modelo de Rutherford, baseado nos conhecimentos e conceitos da Teoria Quântica e com sustentação experimental em eletroscopia, ele postulou que: Modelo atômico de Bohr
  • 16. • Os elétrons descrevem órbitas circulares (camadas) bem definidas, ao redor do núcleo, tendo cada órbita uma energia constante e sendo maior, quanto mais afastado do núcleo for a camada; • Os elétrons quando absorvem energia “pulam” para uma camada superior (afastada do núcleo) e quando voltam para o seu nível de energia original liberam a energia recebida, na forma de onda eletromagnética (luz); • As camadas, orbitais ou níveis de energia foram denominadas K, L, M, N, O, P e Q. Modelo atômico de Bohr
  • 17. A evolução dos modelos atômicos Modelo atômico de Bohr
  • 18. A evolução dos modelos atômicos • A partir do modelo de Böhr, Arnold Sommerfeld propôs que os níveis de energia (camadas) estariam subdivididos em regiões menores denominadas subníveis de energia; Modelo atômico de Sommerfeld Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld concluiu que os elétrons de um mesmo nível, ocupam órbitas de trajetórias diferentes ( circulares e elípticas ) a que denominou de subníveis, que podem ser de quatro tipos: s , p , d , f .
  • 19. Modelo atômico atual • No ano de 1926, o físico alemão Werner Heisenberg explicou, utilizando os conceitos da Mecânica Quântica, que não se pode determinar simultaneamente, com absoluta exatidão, a velocidade e a posição de um elétron num átomo. Tal teoria ficou conhecida como Princípio da Incerteza. Modelo atômico de Schrödinger
  • 20. • A partir dessa teoria, entendeu-se que seria mais apropriado que existam regiões ao redor do núcleo do átomo, nas quais a probabilidade de se encontrar um elétron é máxima, regiões estas que recebem o nome de orbital. • Assim, o movimento do elétron ao redor do núcleo atômico foi descrito pela primeira vez em 1927 pelo físico teórico austríaco Erwin Schrödinger, por intermédio de equações matemáticas que relacionam a natureza da partícula, a carga, a energia, e a massa do elétron, propondo o Modelo Atômico de Schrödinger. Modelo atômico de Schrödinger
  • 21. Modelo atômico atual • De acordo com esse novo modelo atômico, o elétron é uma partícula-onda que se movimenta no espaço, mas estará com maior probabilidade no interior de uma esfera concêntrica ao núcleo (orbital). Devido à sua velocidade, o elétron permanece dentro do orbital, assemelhando-se a uma nuvem eletrônica. Modelo atômico de Schrödinger