Evolução dos modelos atômicos (Modelos científicos).pptx

1. Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - Química
Ensino Médio – 1ª Série
EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS

2. QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
No desenho Avatar,
o personagem Aang
terá que dominar os
4 elementos para
salvar a Terra.
No começo dos
anos 1990, o
Capitão Planeta
aparecia para salvar
a Terra após a
combinação dos 4
elementos com o
amor.
No filme
O Quinto Elemento,
Bruce Willis deve
encontrar pedras
que representam
os 4 elementos e
juntá-las ao 5º
(uma mulher) para
salvar a Terra.
Sempre os Quatro Elementos...
Imagem: Avatar: The last airbender
The complete book 1 collection(2005) / Nickelodeon /
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Imagem: O quinto elemento (1997) / Gaumont Film Company /
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Imagem:
Capitain
planet
and
the
planeteers
(1990)
/DIC
Entertainment
/
http://serialkillercalendar.com/VHSWASTELAND
/HIGH-RES-SCANS-OF-CHILDREN-VHS-COVERS-C2.html

3. MODELOS ATÔMICOS
• Filósofos gregos se preocupavam em encontrar uma
explicação sobre a constituição da matéria.
• Aristóteles e Empédocles (Continuidade da
matéria): a matéria não tem um limite, sempre uma
forma se transforma em outra.
• Quatro elementos  Fogo, Água, Terra e Ar (Losango
dos elementos)
• Leucipo e Demócrito (Matéria descontínua): Há um
limite para a divisão da matéria.
• A matéria é formada por minúsculas partículas
indivisíveis e não contínuas (átomos).
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
3

4. Os Quatro Elementos
Losango dos elementos de
Empédocles
Os quatro elementos de
Empédocles 4
FOGO
AR TERRA
AGUA
úmido frio
quente seco
Imagem: Heron / Public Domain
Imagem: Ratomir Wilkowski / Creative
Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

5. Modelo de Dalton (1808)
• A matéria é formada por átomos, que são
partículas esféricas, maciças e indestrutíveis;
• Átomos de elementos químicos diferentes
apresentam-se com massa, tamanho e
propriedades químicas e físicas diferentes.
Saiba que:
O modelo de Dalton é
conhecido como “Modelo da
Bola de Bilhar”.
Como Dalton
representava os
elementos
químicos
5
Imagem:
John
Dalton
/
Public
Domain
Imagem: Executive Billiards / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

6. Fique atento
De acordo com Dalton...
• as substâncias são formadas pela combinação de
elementos, numa proporção de números inteiros;
• um composto é formado pela combinação de átomos
de dois ou mais elementos que se unem entre si,
originando novas substâncias.
6
John Dalton estudou
a deficiência visual (de
que ele mesmo sofria)
chamada daltonismo.
Imagem:
Charles
Turner
/
Public
Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

7. Atividade Experimental – Natureza elétrica da
matéria
Atrite uma bexiga em sua
camiseta e depois
aproxime do cabelo de
um colega ou de
pedacinhos de papel.
Utilize um fio de
cabelo ou uma linha
para amarrar...
... Pequenos
pedaços de papel
alumínio de
bombons
7
Imagem: JJ Harrison / GNU
Free Documentation License
Imagem: KayEss / GNU
Free Documentation License
Imagem: Lauri Rantala / Creative
Commons Attribution 2.0 Generic
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

8. Natureza elétrica da matéria - Discussão
 O que acontece ao aproximar a bexiga
atritada do cabelo?
 Antes de atritar, qual era a condição elétrica
da bexiga?
 Descreva o que aconteceu após a
aproximação da bexiga atritada do papel
alumínio.
 Se você aproximar a bexiga do fio de cabelo,
o que acontece? 8
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

9. Modelo de Thomson (1903)
• Primeiro modelo atômico divisível e elétrico.
• Estudando descargas em tubos de raios catódicos, Thomson
percebeu a existência de partículas carregadas negativamente
nos átomos.
Conhecido
como
"Pudim de
Passas"
Todos os gases
utilizados
emitiram tais
raios.
Tubo de
raios
catódicos
9
Imagem: Kurzon / Public Domain
Imagem: Fastfission / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

10. Modelo de Rutherford (1911)
1
2
3
A maioria das
partículas
atravessou.
Algumas
poucas
partículas eram
desviadas.
Algumas eram
ricocheteadas.
Cargas positivas
Manchas fotográficas
10
Imagem: Diego Grez / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

11. Modelo de Rutherford – Conclusões
• (1) A maioria das partículas alfa () passava livremente
através da placa de ouro.
 O átomo é um imenso vazio.
 Eletrosfera (abriga elétrons) e núcleo (abriga prótons e
nêutrons);
• (2) Poucas partículas alfa não atravessavam a lâmina de
ouro.
 Núcleo pequeno e denso;
• (3) Poucas partículas alfa passavam e sofriam desvios.
 Núcleo positivo.
11
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

12. O Sistema Solar de Rutherford
Representação do
modelo atômico de
Rutherford
Sistema Solar
12
Imagem: Cburnett / GNU Free Documentation License Imagem: Harman Smith and Laura Generosa / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

13. Fique ligado!
• Os nêutrons só foram descobertos em
1932 por James Chadwick.
• O núcleo atômico é muito menor que a
eletrosfera.
 Para efeito de comparação, podemos
imaginar o núcleo como uma formiga no
centro do estádio do maracanã (1).
13
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

14. Evolução dos modelos atômicos
Leucipo e Demócrito John Dalton (1808)
Joseph J. Thomson
(1903)
Ernest Rutherford
(1911)
Niels Bohr (1913)
14
Imagem:
(a)Autor
desconhecido
/
United
States
Public
Domain,
(b)Agostino
Carracci
/
United
States
Public
Domain,
(c)Charles
Turner
/
Public
Domain,
(d)Autor
desconhecido
/
United
States
public
domain,
(e)AB
Lagrelius
&
Westphal
/
Public
Domain,
(f)Nobel
foundation
/
Public
Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

15. 15
A água tônica é fluorescente
Imagem: Splarka / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

16. Luminescência
Um processo de luminescência ocorre quando
fornecemos energia a alguma molécula;
 Se a energia fornecida for luminosa, teremos uma
fluorescência ou uma fosforescência;
 Fluorescência  A substância emitirá luz enquanto
estiver sendo iluminada;
• Não brilhará no escuro.
 Fosforescência  A substância irradiada continuará
emitindo luz mesmo após cessada a iluminação;
• Brilhará no escuro.
16
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

17. Demonstrações:
Fluorescência x Fosforescência
As cédulas possuem
fibras coloridas...
... Que, com o auxílio de uma luz
ultravioleta (luz negra), brilham!
Ao submetermos escorpiões, esmaltes com cores vivas, controle
remoto de TV e adesivos infantis à luz negra, verificaremos o
aparecimento de brilho.
17
Imagem:
Scott
Nazelrod
/
Public
Domain
Imagem: Kallemax / Public Domain
Imagem: Jonbeebe / GNU Free Documentation License
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

18. Modelo de Bohr
• Os elétrons estão em órbitas circulares, ao redor de um
núcleo central, sem absorver nem emitir energia
espontaneamente;
• O átomo possui um número limitado de órbitas, níveis
ou camadas eletrônicas, que varia de um elemento
químico para outro;
• Cada uma dessas órbitas múltiplo inteiro do quantum (E
= h.ν), possui uma quantidade fixa de energia:
 Daí o termo Energia Quantizada.
E = energia
h = constante de Planck
c = velocidade da luz
 = frequência
 = comprimento de onda
18
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos

19. Transições Eletrônicas - Absorção
• Ao absorver um quantum de energia, o
elétron “salta” para um nível mais energético
(2);
 Ocorre a excitação eletrônica;
19
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Imagem:
SEE-PE,
redesenhado
a
partir
de
ilustração
de
Autor
Desconhecido.

20. • No estado excitado, o elétron é instável;
• Ao retornar ao nível fundamental, emitirá um
quantum de eneria na forma de luz:
Transições Eletrônicas - Emissão
20
Imagem:
SEE-PE,
redesenhado
a
partir
de
ilustração
de
Autor
Desconhecido.

21. Saiba que:
• Os saltos eletrônicos de qualquer nível mais externo para o
“nível L” correspondem a radiações visíveis do espectro
eletromagnético, que vão do vermelho ao violeta.
Os espectros dos elementos químicos são descontínuos.
21
Imagem: Horst Frank / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

22. Espectro Eletromagnético
Observe que a
parte visível do
espectro é a
menor faixa. 22
Imagem: Inductiveload, NASA / GNU Free Documentation License

23. Ariano Suassuna
Pérola de Ariano Suassuna no Youtube comentando sobre os
cientistas Rutherford e Bohr:
http://www.youtube.com/watch?v=rlC6oTcSUa4
23

24. Modelo atual
• É constituído pela combinação de contribuições de
muitos cientistas, destacando-se:
 Sommerfeld (1916)  Elétrons, além de
descreverem órbitas circulares, também descrevem
órbitas elípticas:
24
Imagem: Pieter Kuiper / Public Domain

25. L. V. de Broglie (1923) Baseando-se no
experimento da fenda dupla, descreve o
elétron como uma onda-partícula:
Modelo atual – de Broglie
O experimento da fenda dupla pode ser visualizado no Youtube:
http://www.youtube.com/watch?v=gAKGCtOi_4o
25

26. Modelo atual – Heisenberg
• Werner Heisenberg (1927) Para tentar
localizar o elétron, alteramos sua
velocidade ou sua posição.
• Princípio da Incerteza: é impossível
determinar ao mesmo tempo a posição (x)
e o momento do elétron (p).
Expressão matemática do
Princípio da Incerteza
26
xp ≥ h/2

27. • Erwin Schrödinger (1926)  utilização de
cálculos estatísticos para determinar a posição
do elétron.
• Equação de Schrödinger - mostra o cálculo da
região de máxima probabilidade de se
encontrar o elétron























 E
V
z
y
x
m
h
2
2
2
2
2
2
2
2
8
Modelo atual – Schrödinger
27

28. Fique atento
• Na equação de Schrödinger, a região
de máxima probabilidade de encontrar
os elétrons é representada pela letra
grega , chamada função de onda.
• O quadrado da função de onda (2)
é chamado de orbital atômico.
28

29. Orbitais atômicos
Plano nodal é a região onde é nula a
probabilidade de encontrar o elétron.
Orbitais tipo d
no plano
cartesiano
29
Imagem: Sven / GNU Free Documentation License

30. Contribuições ao Modelo Atual
30
Arnold Sommerfeld
(1868-1951)
Louis-Victor-Pierre-
Raymond, duque
de Broglie
(1892-1987)
Werner
Heisenberg
(1901-1976)
Erwin Rudolf
Josef Alexander
Schrödinger
(1887-1961)
Imagem: Autor desconhecido / United States Public Domain Imagem: Autor desconhecido / United States Public Domain
Imagem: Autor desconhecido / United States Public Domain Imagem: Nobel foundation / Public Domain

31. 31
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
2.a Avatar: The last airbender The complete book 1
collection(2005) / Nickelodeon /
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The-Last-Airbender.html
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The-Last-Airbender.html
26/03/2012
2.b O quinto elemento (1997) / Gaumont Film
Company / http://www.covershut.com/Blu-Ray-
Covers/31993-The-Fifth-Element-1997-Wide-
Screen-Front.html
http://www.covershut.com/Blu-Ray-
Covers/31993-The-Fifth-Element-1997-Wide-
Screen-Front.html
26/03/2012
2.c Capitain planet and the planeteers (1990) /DIC
Entertainment /
http://serialkillercalendar.com/VHSWASTELAND/
HIGH-RES-SCANS-OF-CHILDREN-VHS-COVERS-
C2.html
http://serialkillercalendar.com/VHSWASTELAND/
HIGH-RES-SCANS-OF-CHILDREN-VHS-COVERS-
C2.html
26/03/2012
4.a Heron / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Four_el
ements_representation.svg
26/03/2012
4.b Ratomir Wilkowski / Creative
Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
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02.png
26/03/2012
5.a John Dalton / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dalton
_atomic_symbols.jpg
26/03/2012
5.b Executive Billiards / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PoolRa
ckAramith.png
26/03/2012
6 Charles Turner / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:John_D
alton_by_Charles_Turner.jpg
26/03/2012
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32. 32
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
7.a JJ Harrison / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:String_
Fibers.jpg
26/03/2012
7.b KayEss / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Balloo
ns-KayEss-1.jpeg
26/03/2012
7.c Lauri Rantala / Creative Commons Attribution
2.0 Generic
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alumin
ium_foil_booster_bag.jpg?uselang=en
26/03/2012
9.a Kurzon / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:JJ_Tho
mson_Cathode_Ray_2_explained.svg
26/03/2012
9.b Fastfission / Public Domain http://en.wikipedia.org/wiki/File:Plum_pudding
_atom.svg
26/03/2012
10 Diego Grez / Creative Commons Attribution-
Share Alike 3.0 Unported
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Model
o_At%C3%B3mico_Ernest_Rutherford.svg
26/03/2012
12.a Cburnett / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ruther
ford_atom.svg
26/03/2012
12.b Harman Smith and Laura Generosa / Public
Domain
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ys8.jpg
26/03/2012
14.a Autor desconhecido / United States Public
Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Leucip
pe_(portrait).jpg
26/03/2012
14.b Agostino Carracci / United States Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Democ
ritus_by_Agostino_Carracci.jpg
26/03/2012
14.c Charles Turner / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:John_
Dalton_by_Charles_Turner.jpg
26/03/2012
Tabela de Imagens

33. 33
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
14.d Autor desconhecido / United States public
domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ernest
_Rutherford.jpg
26/03/2012
14.e AB Lagrelius & Westphal / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Niels_
Bohr.jpg
26/03/2012
14.f Nobel foundation / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:JJ_Tho
mson_(Nobel).jpg
26/03/2012
15 Splarka / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tonic_
water_uv.jpg
26/03/2012
17.a Scott Nazelrod / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:US_$2
0_under_blacklight.jpg
27/03/2012
17.b Kallemax / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Black_l
ight_bulb.jpg
27/03/2012
17.c Jonbeebe / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sorpio
n_Under_Blacklight.jpg
27/03/2012
19 SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração de
Autor Desconhecido. Acervo SEE-PE
28/03/2012
20 SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração de
Autor Desconhecido. Acervo SEE-PE
28/03/2012
21 Horst Frank / Creative Commons Attribution-
Share Alike 3.0 Unported
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Espect
ro_eletromagnetico-pt.svg
27/03/2012
22 Inductiveload, NASA / GNU Free Documentation
License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:EM_Sp
ectrum_Properties_edit.svg
27/03/2012
Tabela de Imagens

34. 34
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
24 Pieter Kuiper / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Somm
erfeld_ellipses.svg
27/03/2012
29 Sven / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:D_orbi
tals.svg
27/03/2012
30.a Autor desconhecido / United States Public
Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Somm
erfeld1897.gif
27/03/2012
30.b Autor desconhecido / United States Public
Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Brogli
e_Big.jpg
27/03/2012
30.c Autor desconhecido / United States Public
Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heisen
berg_10.jpg
27/03/2012
30.d Nobel foundation / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Schrod
inger.jpg
27/03/2012
Tabela de Imagens