Fisica das Radiações

1. Estrutura
atômica
Prof. Brendo Dutra

2. A descoberta e a compreensão da estrutura
do átomo revolucionaram a nossa
compreensão da matéria.
Introdução
Ao longo da história, os cientistas
exploraram e refinaram o modelo atômico,
permitindo-nos compreender como os
componentes fundamentais do átomo
influenciam o comportamento químico e as
propriedades da matéria circundante.

5. Do que é feita a
matéria?
Primeira teoria
atômica
Dalton - 1803
Descoberta do
elétron
Thomson - 1897
Modelo Planetário
Rutherford - 1911
Elétrons
saltando
bohr - 1913
Modelo atômico
quântico
Schrödinger -
1920
Modelo atômico
atual
Modelos atômicos (linha do tempo)

6. O papel da estrutura atômica nas reações químicas
e nas tecnologias energéticas impulsiona a
inovação em diversas disciplinas científicas.
Importância
A estrutura do átomo molda o comportamento da
matéria, sustentando a química, a física e a
tecnologia atuais.
A compreensão da estrutura atômica abre
perspectivas sobre as propriedades da matéria,
impulsionando avanços científicos.

7. O átomo é a unidade fundamental da matéria.
Consiste em um núcleo central contendo
prótons com carga positiva e nêutrons neutros,
rodeado por uma nuvem de elétrons com carga
negativa.
O que é
um átomo?
A interação entre essas partículas determina
as propriedades e o comportamento dos
elementos químicos.

8. NUVEM DE ELÉTRONS
Região ao redor do núcleo
onde os elétrons orbitam.
Elétron
Partícula com carga negativa orbitando o
núcleo.
ORBITAIS ATÔMICOS
Regiões tridimensionais onde os elétrons têm
maior probabilidade de serem encontrados
em um átomo.
Quais são seus componentes?

9. NÊUTRON
Partícula atômica neutra no
núcleo ao lado dos prótons.
PRÓTONS
Partícula carregada positivamente
no núcleo atômico.
NÚCLEO ATÔMICO
Centro do átomo com carga positiva
contendo prótons e nêutrons.
Quais são seus componentes?

10. Relação partícula-massa.
COMPARAÇÃO DE MASSA:
A relação de massa próton-elétron (PEMR) indica que
prótons e nêutrons são muito mais massivos que os
elétrons em um átomo.
EFEITO NAS PROPRIEDADES QUÍMICAS:
O PEMR influencia as propriedades químicas, afetando
a atração de elétrons para o núcleo, influenciando
assim a reatividade e a ligação química.
IMPACTO NA MASSA ATÔMICA:
A massa do elétron é insignificante em comparação com a
dos prótons e nêutrons, determinando predominantemente
a massa atômica.

12. O que é configuração
eletrônica?
A configuração eletrônica
determina como um átomo
interage com outros,
influenciando sua
capacidade de formar
ligações químicas e
participar de reações.
O arranjo dos elétrons
orbitando o núcleo é
conhecido como
configuração eletrônica.
Essa compreensão é
crucial para explicar as
propriedades e
comportamentos dos
elementos da tabela
periódica.

13. Número de
elétrons por nível
Nome orbital
Subníveis de energia
2e
K
s
8e
L
s, p
18e
M
s, p, d
32e
N
s, p, d, f
18e
P
s, p, d
8e
Q
s, p
32e
O
s, p, d, f
CONFIGURAÇÃO ELETRONICA

14. Diagrama de
Energia

27. Ligações
Químicas
AS LIGAÇÕES QUÍMICAS CORRESPONDEM À UNIÃO DOS
ÁTOMOS PARA A FORMAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS
QUÍMICAS.
EM OUTRAS PALAVRAS, AS LIGAÇÕES QUÍMICAS
ACONTECEM QUANDO OS ÁTOMOS DOS ELEMENTOS
QUÍMICOS SE COMBINAM UNS COM OS OUTROS E OS
PRINCIPAIS TIPOS SÃO:
LIGAÇÕES IÔNICAS: TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS;
LIGAÇÕES COVALENTES: COMPARTILHAMENTO DE
ELÉTRONS;
LIGAÇÕES METÁLICAS: EXISTÊNCIA DE ELÉTRONS
LIVRES.

28. Regra do
octeto A TEORIA OU REGRA DO OCTETO EXPLICA A
OCORRÊNCIA DAS LIGAÇÕES QUÍMICAS DA SEGUINTE
FORMA:
“MUITOS ÁTOMOS APRESENTAM ESTABILIDADE
ELETRÔNICA QUANDO POSSUEM 8 ELÉTRONS NA
CAMADA DE VALÊNCIA (CAMADA ELETRÔNICA MAIS
EXTERNA).”
PARA TANTO, O ÁTOMO PROCURA SUA ESTABILIDADE
DOANDO OU COMPARTILHANDO ELÉTRONS COM
OUTROS ÁTOMOS, DONDE SURGEM AS LIGAÇÕES
QUÍMICAS.
VALE LEMBRAR QUE EXISTEM MUITAS EXCEÇÕES À
REGRA DO OCTETO, PRINCIPALMENTE ENTRE OS
ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO.

29. Ligação
Iônica TAMBÉM CHAMADA DE LIGAÇÃO ELETROVALENTE,
ESSE TIPO DE LIGAÇÃO É REALIZADA ENTRE ÍONS
(CÁTIONS E ÂNIONS), DAÍ O TERMO "LIGAÇÃO IÔNICA".
PARA OCORRER UMA LIGAÇÃO IÔNICA OS ÁTOMOS
ENVOLVIDOS APRESENTAM TENDÊNCIAS OPOSTAS: UM
ÁTOMO DEVE TER A CAPACIDADE DE PERDER
ELÉTRONS ENQUANTO O OUTRO TENDE A RECEBÊ-LOS.
PORTANTO, UM ÂNION, DE CARGA NEGATIVA, SE UNE
COM UM CÁTION, DE CARGA POSITIVA, FORMANDO UM
COMPOSTO IÔNICO POR MEIO DA INTERAÇÃO
ELETROSTÁTICA EXISTENTE ENTRE ELES.

30. Ligação
Iônica NA+CL- = NACL (CLORETO DE SÓDIO OU SAL DE
COZINHA). NESSE COMPOSTO, O SÓDIO (NA) DOA UM
ELÉTRON PARA O CLORO (CL) E SE TORNA UM CÁTION
(CARGA POSITIVA), ENQUANTO O CLORO TORNA-SE UM
ÂNION (CARGA NEGATIVA).
Exemplo

31. ligações
covalentes
TAMBÉM CHAMADA DE LIGAÇÃO MOLECULAR, AS
LIGAÇÕES COVALENTES SÃO LIGAÇÕES EM QUE
OCORRE O COMPARTILHAMENTO DE ELÉTRONS PARA
A FORMAÇÃO DE MOLÉCULAS ESTÁVEIS, SEGUNDO A
TEORIA DO OCTETO; DIFERENTEMENTE DAS LIGAÇÕES
IÔNICAS, EM QUE HÁ PERDA OU GANHO DE ELÉTRONS.
ALÉM DISSO, PARES ELETRÔNICOS É O NOME DADO
AOS ELÉTRONS CEDIDOS POR CADA UM DOS NÚCLEOS,
FIGURANDO O COMPARTILHAMENTO DOS ELÉTRONS
DAS LIGAÇÕES COVALENTES.

32. Ligação
Covalente H2O: H - O - H (MOLÉCULA DE ÁGUA) FORMADA POR
DOIS ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO E UM DE OXIGÊNIO.
CADA TRAÇO CORRESPONDE A UM PAR DE ELÉTRONS
COMPARTILHADO FORMANDO UMA MOLÉCULA
NEUTRA, UMA VEZ QUE NÃO HÁ PERDA NEM GANHO DE
ELÉTRONS NESSE TIPO DE LIGAÇÃO.
Exemplo

33. Ligação
Metálica É A LIGAÇÃO QUE OCORRE ENTRE OS METAIS,
ELEMENTOS CONSIDERADOS ELETROPOSITIVOS E BONS
CONDUTORES TÉRMICO E ELÉTRICO. PARA TANTO,
ALGUNS METAIS PERDEM ELÉTRONS DA SUA ÚLTIMA
CAMADA CHAMADOS DE "ELÉTRONS LIVRES"
FORMANDO ASSIM, OS CÁTIONS.
A PARTIR DISSO, OS ELÉTRONS LIBERADOS NA LIGAÇÃO
METÁLICA FORMAM UMA "NUVEM ELETRÔNICA",
TAMBÉM CHAMADA DE "MAR DE ELÉTRONS" QUE
PRODUZ UMA FORÇA FAZENDO COM QUE OS ÁTOMOS
DO METAL PERMANEÇAM UNIDOS.

34. Ligação
Metálica H2O: H - O - H (MOLÉCULA DE ÁGUA) FORMADA POR
DOIS ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO E UM DE OXIGÊNIO.
CADA TRAÇO CORRESPONDE A UM PAR DE ELÉTRONS
COMPARTILHADO FORMANDO UMA MOLÉCULA
NEUTRA, UMA VEZ QUE NÃO HÁ PERDA NEM GANHO DE
ELÉTRONS NESSE TIPO DE LIGAÇÃO.
Exemplo

35. Energia de
ligação
A ENERGIA DE LIGAÇÃO É A ENERGIA ABSORVIDA NA
QUEBRA DA LIGAÇÃO ENTRE ÁTOMOS NO ESTADO
GASOSO E EM CONDIÇÕES NORMAIS DE TEMPERATURA
E PRESSÃO.

36. ENERGIA DE
Ligação
A ENERGIA DE LIGAÇÃO, OU ENTALPIA DE LIGAÇÃO, É A
ENERGIA ABSORVIDA NA QUEBRA DE UM MOL DE
LIGAÇÃO, NO ESTADO GASOSO, ENTRE ÁTOMOS A 25
GRAUS CELSIUS E 1 ATM. ESSA DEFINIÇÃO PODE ENVOLVER
TAMBÉM A ENERGIA PRESENTE NA FORMAÇÃO DA MESMA
LIGAÇÃO ENTRE OS MESMOS ÁTOMOS (SEPARADOS), MAS
ELA APRESENTARÁ SINAL DIFERENTE.

37. Estabilidade
Nuclear
EM PRIMEIRO LUGAR, O NÚCLEO ESTÁ SUJEITO A UM
GRANDE NÚMERO DE FORÇAS, MUITAS DELAS AINDA
POUCO CONHECIDAS. AINDA ASSIM, PODEMOS DIZER
QUE A ESTABILIDADE DO NÚCLEO É DADA PELO
EQUILÍBRIO ENTRE O O NÚMERO DE PRÓTONS E O DE
NÊUTRONS. QUANTO MAIS PRÓTONS EXISTIREM, MAIS
NÊUTRONS SERÃO NECESSÁRIOS PARA MANTER O
NÚCLEO INTEIRO. NO ENTANTO, SE A QUANTIDADE DE
PRÓTONS AUMENTA MUITO, A FORÇA DE REPULSÃO
ENTRE ELES FICA TÃO INTENSA QUE QUANTIDADE
NENHUMA DE NÊUTRONS É CAPAZ DE MANTÊ-LOS
UNIDOS.
Como é possível que os prótons permaneçam
unidos no núcleo, uma vez que todos têm
carga positiva e, portanto, deveriam se repelir?

38. Estabilidade
Nuclear
NA NATUREZA, A DESINTEGRAÇÃO DO NÚCLEO
OCORRE COM ÁTOMOS QUE TENHAM MAIS DE 83
PRÓTONS. NA TABELA PERIÓDICA, A PARTIR DO
ELEMENTO DE NÚMERO ATÔMICO 84 (Z = 84), TODOS OS
NÚCLEOS SÃO INSTÁVEIS. ALÉM DISSO,
PRATICAMENTE TODOS OS ELEMENTOS QUÍMICOS TÊM
ALGUM ISÓTOPO RADIATIVO – AQUELE EM QUE O
NÚMERO DE NÊUTRONS É MUITO MAIOR QUE O DE
PRÓTONS.
NA NATUREZA TUDO BUSCA A ESTABILIDADE. ASSIM
TAMBÉM OS NÚCLEOS INSTÁVEIS SOFREM
ALTERAÇÕES ESPONTÂNEAS EM SUA CONSTITUIÇÃO,
EM BUSCA DE ESTABILIDADE. PARA ISSO, OS NÚCLEOS
EMITEM PARTÍCULAS OU ENERGIA.MEIA-VIDA-FISSAO-
E-FUSAO-NUCLEAR

39. Força
Nuclear
A FORÇA NUCLEAR É UMA FORÇA ATRATIVA QUE AGE
ENTRE OS PRÓTONS QUANDO ESTES ESTÃO SEPARADOS
POR UMA DISTÂNCIA DETERMINADA. A FORÇA NUCLEAR É
MUITO MAIS INTENSA QUE A FORÇA ELÉTRICA.
COMO NO NÚCLEO DO ÁTOMO OS PRÓTONS ESTÃO
SEPARADOS POR UMA DISTÂNCIA INFERIOR A 10-15M, ELES
SÃO FORTEMENTE ATRAÍDOS UNS PELOS OUTROS PELA
FORÇA NUCLEAR QUE FAZ COM QUE ELES FIQUEM UNIDOS
NO NÚCLEO. ALÉM DE AGIR ENTRE PRÓTONS, ESSA FORÇA
AGE ENTRE OS NÊUTRONS E ENTRE NÊUTRONS E PRÓTONS,
GARANTINDO ASSIM A ESTABILIDADE NUCLEAR. DEVIDO
AO FATO DE A FORÇA NUCLEAR SER MUITO MAIS INTENSA
QUE A FORÇA ELÉTRICA, É MAIS FÁCIL ARRANCAR
ELÉTRONS DA ELETROSFERA, ONDE NÃO HÁ INTERAÇÃO DA
FORÇA NUCLEAR, DO QUE PRÓTONS E NÊUTRONS DO
NÚCLEO ATÔMICO, POR ISSO QUANDO UM ÁTOMO ESTÁ
ELETRIZADO POSITIVAMENTE, DIZEMOS QUE ELE PERDEU
ELÉTRONS, E QUANDO ESTÁ ELETRIZADO NEGATIVAMENTE,
QUE GANHOU ELÉTRONS.