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QUÍMICA
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
• Teoria Filosófica.


     • Aristóteles e Platão.
                   • Teoria dos quatro elementos.


• Filosofia Atômica.


     • Leucipo e Demócrito.
                   • ÁTOMOS.
                   • À + TOMOS.
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                                                               MODELOS ATÔMICOS
•   John Dalton.
          • Postulados:
I. A matéria é formada por partículas extremamente pequenas chamadas átomos;
II. Os átomos são esferas maciças, indestrutíveis e intransformáveis;
III. Átomos que apresentam mesmas propriedades (tamanho, massa e forma)
     constituem um elemento químico;
IV. Átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes;
V. Os átomos podem se unir entre si formando “átomos compostos”;
VI. Uma reação química nada mais é do que a união e separação de átomos.
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                                                   LEIS PONDERAIS.



• Proust.
          • Lei das proporções constantes.
"A proporção, em massa, dos elementos que participam da
composição de uma substância é sempre constante e independente do
processo químico pelo qual a substância é obtida."

• Lavoisier.
           • Lei da conservação da massa.
"Numa reação química que ocorre num sistema fechado, a massa total
antes da reação é igual à massa total após a reação".
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                   MODELO ATÔMICO DE DALTON.




                     BOLA DE BILHAR


                     Maciça;
                     Indivisível;
                     Esférica.
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA




Descoberta      da     natureza Cargas opostas se atraem
elétrica da matéria.            e cargas iguais se
                                repelem.

Descoberta do ELÉTRON – Partícula subatômica
com carga elétrica negativa.
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                         MODELO ATÔMICO DE THOMSON.


                  Neste modelo, concebido em
                  1904, o átomo é constituído por uma
                  esfera de carga elétrica positiva, na
                                   qual
                  estão imersos os elétrons com carga
                  elétrica negativa.




PUDIM DE PASSAS
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
Descoberta dos PRONTONS – Partícula subatômica com
carga elétrica positiva.
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                                     MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD.

Neste modelo, concebido em
1911, o átomo é constituído
por um núcleo, portador de
carga elétrica positiva, à volta
do      qual     rodam       os
elétrons, descrevendo órbitas
elípticas.



                                   O átomo seria um imenso vazio, no qual o
                                   núcleo      ocuparia   uma      pequena
                                   parte, enquanto que os elétrons o
                                   circundariam numa região negativa
                                   chamada de eletrosfera, modificando
                                   assim, o modelo atômico proposto por
                                   Thomson.
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                                              MODELO ATÔMICO DE BOHR
POSTULADO:


1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias ao redor
do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia.


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.
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                           MODELO ATÔMICO DE BOHR




Neste modelo, concebido em 1913, o átomo é constituído por um
núcleo, tal como no modelo de Rutherford, mas em que os elétrons
se    movem      em    órbitas   circulares   em    torno     do
núcleo, correspondendo a cada uma delas um nível de energia. Os
elétrons podem passar de uma órbita para outra por absorção ou
emissão de energia.
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                          NÚMERO ATÔMICO E NÚMERO DE MASSA.



Z = Número de prótons.
A = Número de prótons + Número de nêutrons.
               A = p + n ou A = Z + n


 Número de massa =   A

   Número atômico =   Z
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                                 ELEMENTO QUÍMICO E ISÓTOPOS.



Grupo de átomos que apresentam o mesmo número
atômico.

ISÓTOPOS – Átomos com o mesmo número atômico e
diferentes números de massa.

Exemplo:
                  1H  - Prótio
                 2H - Deutério

                  3H - Trítio
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                       CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA.


                    Camadas ou Níveis de Energia

                     K, L, M, N, O, P, Q...

                   Número de Elétrons com camada

                        Fórmula:              2n2
                        1 – K = 2 . 12 = 2
                        2 – L = 2 . 22 = 8
                        3 – M = 2 . 32 = 18
                        4 – N = 2 . 42 = 32
                        5 – O = 2 . 52 = 50
                        6 – P = 2 . 62 = 72
                        7 – Q = 2 . 72 = 98
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                                                    TEORIA QUÂNTICA.

De acordo com Max Planck (1900), quando uma partícula passa de
uma situação de maior para outra de menor energia ou vice-versa, a
energia é perdida ou recebida em "pacotes" que recebe o nome de
quanta (quantum é o singular de quanta).
O quantum é o pacote fundamental de energia e é indivisível.
Cada tipo de energia tem o seu quantum.

                                          NÚMEROS QUÂNTICOS.


       Subníveis:
                         s, p, d, f
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                                               NÚMEROS QUÂNTICOS



 PRINCIPAL (N)

            Indica o nível de energia do elétron

 SECUNDÁRIO (l)

           Está associado ao subnível de energia
                  s = 0, p = 1, d = 2, f = 3
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                                 NÚMEROS QUÂNTICOS

 MAGNÉTICO (m)




 SPIN (S)
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                      CONFIGURAÇÃO ELETRONICA DE LINUS PAULING




1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10,

4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, 5d
10, 6p6, 7s2, 5f14, 6d10.
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                       DISTRIBUIÇÃO ELETRONICA
Níveis       Camadas         Subníveis    Nº de elétrons

  1            K                1s              2

  2            L              2s 2p             8

  3            M             3s 3p 3d          18

  4            N            4s 4p 4d 4f        32

  5            O            5s 5p 5d 6f        32

  6            P             6s 6p 6d          18

  7            Q                7s              2
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
      MODELO ATÔMICO DE SOMMERFELD
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
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                 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 .
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
Descoberta do NEUTRON – Partícula subatômica sem
carga elétrica.
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                                          CONFIGURAÇÃO ATÔMICA ATUAL




Os cientistas abandonaram a idéia de que o elétron descrevia uma trajetória
definida em torno do núcleo e passaram a admitir que existem zonas onde há
maior probabilidade de encontrar os elétrons, designadas por orbitais.
NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
                                   Modelo atômico atual.




         Partículas subatômicas:
         Prótons, elétrons e nêutrons.

         Núcleo = prótons + nêutrons.
         Eletrosfera = elétrons.
EXERCÍCIO
1) Uma das características do pensamento crítico é saber distinguir o possível do
absurdo. Justifique por que são absurdas as afirmativas apresentadas as afirmativas
apresentadas nos itens A e B.


A) Uma padaria recomenda seus produtos : "Pão sem química".
B) Um manual de aquariofilia comenta que não são necessários cuidados especiais
para fornecer oxigênio aos peixes e faz a seguinte observação: "O oxigênio encontra-se
dissolvido na água, por ser um dos elementos que a constitui.
EXERCÍCIO
2)(PUCRS/2-2001) Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr propôs um novo modelo
atômico, fundamentado na teoria dos quanta de Max Planck, estabelecendo alguns
postulados, entre os quais é correto citar o seguinte:


A) Os elétrons estão distribuídos em orbitais.
B) Quando os elétrons efetuam um salto quântico do nível 1 para o nível 3, liberam energia
sob forma de luz.
C) Aos elétrons dentro do átomo são permitidas somente determinadas energias que
constituem os níveis de energia do átomo.
D) O átomo é uma partícula maciça e indivisível.
E) O átomo é uma esfera positiva com partículas negativas incrustadas em sua superfície.
EXERCÍCIO
3) Num exercício escolar, um professor pediu a cada aluno que imaginasse um átomo
que tivesse o número atômico igual do seu número de chamada, e o número de
nêutrons duas unidades a mais que o número de prótons. O aluno nº 15 se esqueceu de
somar 2 para obter o número de nêutrons e conseqüentemente, dois alunos
imaginaram átomos isóbaros.


Determine os números de chamada dos alunos com quem esse fato ocorreu.
RESPOSTA DA QUESTÃO (3)
Sei que Z = p e que A = p + n Consequentimente A = Z + n.
Como n = Z + 2 então n = p + 2, temos:
1º aluno – A = 30, pois ele esqueceu de adcionar 2 no número atômico, ficando Z = n, logo Z =
15 e n = 15.
2º aluno – A = 30, pois estes são isobaros, com isso temos A = Z + n substituindo temos: 30
= Z + (Z + 2), como sugerido no enunciado, temos 30 = 2.Z + 2; 30 – 2 = 2.Z; 28 = 2.Z; Z = 14.
Conclusão: O 1º aluno possui número de chamada igual a 15 e o 2º alunos possui número de
chamada igual a 14.
Comprovação: A = 14 + (14 + 2) = 14 + 16 = 30 então A = 30 para o 2º aluno.

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  • 2. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA • Teoria Filosófica. • Aristóteles e Platão. • Teoria dos quatro elementos. • Filosofia Atômica. • Leucipo e Demócrito. • ÁTOMOS. • À + TOMOS.
  • 3. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA MODELOS ATÔMICOS • John Dalton. • Postulados: I. A matéria é formada por partículas extremamente pequenas chamadas átomos; II. Os átomos são esferas maciças, indestrutíveis e intransformáveis; III. Átomos que apresentam mesmas propriedades (tamanho, massa e forma) constituem um elemento químico; IV. Átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes; V. Os átomos podem se unir entre si formando “átomos compostos”; VI. Uma reação química nada mais é do que a união e separação de átomos.
  • 4. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA LEIS PONDERAIS. • Proust. • Lei das proporções constantes. "A proporção, em massa, dos elementos que participam da composição de uma substância é sempre constante e independente do processo químico pelo qual a substância é obtida." • Lavoisier. • Lei da conservação da massa. "Numa reação química que ocorre num sistema fechado, a massa total antes da reação é igual à massa total após a reação".
  • 5. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA MODELO ATÔMICO DE DALTON. BOLA DE BILHAR Maciça; Indivisível; Esférica.
  • 6. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA Descoberta da natureza Cargas opostas se atraem elétrica da matéria. e cargas iguais se repelem. Descoberta do ELÉTRON – Partícula subatômica com carga elétrica negativa.
  • 7. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA MODELO ATÔMICO DE THOMSON. Neste modelo, concebido em 1904, o átomo é constituído por uma esfera de carga elétrica positiva, na qual estão imersos os elétrons com carga elétrica negativa. PUDIM DE PASSAS
  • 8. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA Descoberta dos PRONTONS – Partícula subatômica com carga elétrica positiva.
  • 9. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD. Neste modelo, concebido em 1911, o átomo é constituído por um núcleo, portador de carga elétrica positiva, à volta do qual rodam os elétrons, descrevendo órbitas elípticas. O átomo seria um imenso vazio, no qual o núcleo ocuparia uma pequena parte, enquanto que os elétrons o circundariam numa região negativa chamada de eletrosfera, modificando assim, o modelo atômico proposto por Thomson.
  • 10. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA MODELO ATÔMICO DE BOHR POSTULADO: 1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias ao redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia. 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.
  • 11. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA MODELO ATÔMICO DE BOHR Neste modelo, concebido em 1913, o átomo é constituído por um núcleo, tal como no modelo de Rutherford, mas em que os elétrons se movem em órbitas circulares em torno do núcleo, correspondendo a cada uma delas um nível de energia. Os elétrons podem passar de uma órbita para outra por absorção ou emissão de energia.
  • 12. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA NÚMERO ATÔMICO E NÚMERO DE MASSA. Z = Número de prótons. A = Número de prótons + Número de nêutrons. A = p + n ou A = Z + n Número de massa = A Número atômico = Z
  • 13. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA ELEMENTO QUÍMICO E ISÓTOPOS. Grupo de átomos que apresentam o mesmo número atômico. ISÓTOPOS – Átomos com o mesmo número atômico e diferentes números de massa. Exemplo: 1H - Prótio 2H - Deutério 3H - Trítio
  • 14. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA. Camadas ou Níveis de Energia K, L, M, N, O, P, Q... Número de Elétrons com camada Fórmula: 2n2 1 – K = 2 . 12 = 2 2 – L = 2 . 22 = 8 3 – M = 2 . 32 = 18 4 – N = 2 . 42 = 32 5 – O = 2 . 52 = 50 6 – P = 2 . 62 = 72 7 – Q = 2 . 72 = 98
  • 15. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA TEORIA QUÂNTICA. De acordo com Max Planck (1900), quando uma partícula passa de uma situação de maior para outra de menor energia ou vice-versa, a energia é perdida ou recebida em "pacotes" que recebe o nome de quanta (quantum é o singular de quanta). O quantum é o pacote fundamental de energia e é indivisível. Cada tipo de energia tem o seu quantum. NÚMEROS QUÂNTICOS. Subníveis: s, p, d, f
  • 16. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA NÚMEROS QUÂNTICOS  PRINCIPAL (N) Indica o nível de energia do elétron  SECUNDÁRIO (l) Está associado ao subnível de energia s = 0, p = 1, d = 2, f = 3
  • 17. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA NÚMEROS QUÂNTICOS  MAGNÉTICO (m)  SPIN (S)
  • 18. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA CONFIGURAÇÃO ELETRONICA DE LINUS PAULING 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, 5d 10, 6p6, 7s2, 5f14, 6d10.
  • 19. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA DISTRIBUIÇÃO ELETRONICA Níveis Camadas Subníveis Nº de elétrons 1 K 1s 2 2 L 2s 2p 8 3 M 3s 3p 3d 18 4 N 4s 4p 4d 4f 32 5 O 5s 5p 5d 6f 32 6 P 6s 6p 6d 18 7 Q 7s 2
  • 20. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA MODELO ATÔMICO DE SOMMERFELD
  • 21. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA MODELO ATÔMICO DE SOMMERFELD 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 .
  • 22. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA Descoberta do NEUTRON – Partícula subatômica sem carga elétrica.
  • 23. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA CONFIGURAÇÃO ATÔMICA ATUAL Os cientistas abandonaram a idéia de que o elétron descrevia uma trajetória definida em torno do núcleo e passaram a admitir que existem zonas onde há maior probabilidade de encontrar os elétrons, designadas por orbitais.
  • 24. NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA Modelo atômico atual. Partículas subatômicas: Prótons, elétrons e nêutrons. Núcleo = prótons + nêutrons. Eletrosfera = elétrons.
  • 25. EXERCÍCIO 1) Uma das características do pensamento crítico é saber distinguir o possível do absurdo. Justifique por que são absurdas as afirmativas apresentadas as afirmativas apresentadas nos itens A e B. A) Uma padaria recomenda seus produtos : "Pão sem química". B) Um manual de aquariofilia comenta que não são necessários cuidados especiais para fornecer oxigênio aos peixes e faz a seguinte observação: "O oxigênio encontra-se dissolvido na água, por ser um dos elementos que a constitui.
  • 26. EXERCÍCIO 2)(PUCRS/2-2001) Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr propôs um novo modelo atômico, fundamentado na teoria dos quanta de Max Planck, estabelecendo alguns postulados, entre os quais é correto citar o seguinte: A) Os elétrons estão distribuídos em orbitais. B) Quando os elétrons efetuam um salto quântico do nível 1 para o nível 3, liberam energia sob forma de luz. C) Aos elétrons dentro do átomo são permitidas somente determinadas energias que constituem os níveis de energia do átomo. D) O átomo é uma partícula maciça e indivisível. E) O átomo é uma esfera positiva com partículas negativas incrustadas em sua superfície.
  • 27. EXERCÍCIO 3) Num exercício escolar, um professor pediu a cada aluno que imaginasse um átomo que tivesse o número atômico igual do seu número de chamada, e o número de nêutrons duas unidades a mais que o número de prótons. O aluno nº 15 se esqueceu de somar 2 para obter o número de nêutrons e conseqüentemente, dois alunos imaginaram átomos isóbaros. Determine os números de chamada dos alunos com quem esse fato ocorreu.
  • 28. RESPOSTA DA QUESTÃO (3) Sei que Z = p e que A = p + n Consequentimente A = Z + n. Como n = Z + 2 então n = p + 2, temos: 1º aluno – A = 30, pois ele esqueceu de adcionar 2 no número atômico, ficando Z = n, logo Z = 15 e n = 15. 2º aluno – A = 30, pois estes são isobaros, com isso temos A = Z + n substituindo temos: 30 = Z + (Z + 2), como sugerido no enunciado, temos 30 = 2.Z + 2; 30 – 2 = 2.Z; 28 = 2.Z; Z = 14. Conclusão: O 1º aluno possui número de chamada igual a 15 e o 2º alunos possui número de chamada igual a 14. Comprovação: A = 14 + (14 + 2) = 14 + 16 = 30 então A = 30 para o 2º aluno.