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1. Modelos Atômicos
Átomos
Química

2. SUMÁRIO
Modelos Atômicos 03
Modelo atômico de Dalton 03
Modelo atômico de Thomson 05
Modelo atômico de Rutherford 06
Modelo quântico de Bohr 08
Modelos atômicos mais atuais 10

3. Química > Átomos > Modelos Atômicos
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Modelos Atômicos
No século V (a.C), na Grécia antiga, Leucipo e Demócrito argumentaram que a matéria seria
constituída por átomos. Ao tentarem dividir a matéria diversas vezes, eles se questionaram
se era possível dividi-la infinitamente e perceberam que isso não era possível, dando,
então, origem ao termo átomo.
A palavra átomo é derivada da linguagem da Grécia antiga, em que “a” significava “não” e
“tomo” significava “parte”, ou seja, o átomo é algo que não é possível dividir.
“Há uma quantidade infinita de átomos, que diferem em tamanho, peso e calor. Toda
mudança aparente no mundo deve-se a combinações e recombinações desses átomos
imutáveis.” - Demócrito, séc. V (a.C).
Aristóteles, na época, rejeitou a ideia de Demócrito e Leucipo, argumentando que a matéria
era composta por quatro elementos: Ar; Água; Terra e Fogo. Assim, ele desenvolveu
símbolos que eram utilizados para representar esses elementos.
Símbolos desenvolvidos por Demócrito e Leucipo.
Porém, devido à época, a ideia de átomo de Leucipo e Demócrito ficou marginalizada
por 2 mil anos. Após esse tempo, John Dalton voltou a pesquisar sobre e aprofundar sua
pesquisa a respeito dos átomos.
Modelo atômico
de Dalton
John Dalton é considerado o primeiro modelo atômico científico. Ele utilizou a
experimentação para comprovar sua teoria, em que diferentes átomos combinam-
se em várias proporções, formando novas substâncias. Dalton propôs que os átomos
Fogo Água Ar Terra

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Comparação com a bola de bilhar do
modelo de Dalton
Símbolos desenvolvido por Dalton para cada elemento conhecido na época.
fossem esféricos, maciços, indivisíveis e
indestrutíveis. Por isso, seu modelo foi
chamado de modelo da bola de bilhar.
Para Dalton, os elementos são constituídos por
partículas pequenas chamadas átomos. E o
elemento químico é o conjunto de átomos que
possuem a mesma massa e o mesmo volume.
Dessa forma, ele desenvolveu um símbolo
para cada átomo conhecido na época para
representá-lo.
Em sua teoria, Dalton desenvolveu quatro postulados, que ficaram conhecidos como Hipótese
Atômica:
1. Todos os átomos de um dado elemento são idênticos.
2. Os átomos de diferentes elementos têm massas diferentes.
3. Um composto tem uma combinação específica de átomos de mais de um elemento.
4. Em uma reação química, os átomos não são criados nem destruídos, apenas trocam de
“parceiros” para produzir novas substâncias.
Oxigênio
Potássio
Carbono
Enxofre
Hidrogênio
Estrôncio
Nitrogênio
Bário
Sódio
Fósforo
Curiosidade
Em 1794, Dalton descobriu uma alteração genética a qual chamou de Daltonismo.
Ao comprar luvas de seda para sua mãe, alegou que sua cor era pardo-azulada,
porém as luvas na verdade eram vermelhas. Assim, ele foi o primeiro a estudar
cientificamente esse distúrbio da visão.

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Modelo atômico de
Thomson
A teoria de Dalton foi aceita por quase um século, até que novos experimentos surgissem,
trazendo evidências que negassem sua teoria. Isso aconteceu somente em 1897, com
um experimento do físico J.J. Thomson. Nesse experimento, Thomson utilizou uma Ampola
de Crookes, que consiste em um tubo vazio (vácuo) contendo placas metálicas nas suas
extremidades. Ao passar uma corrente no sistema, os cientistas observaram a formação
de raios, que chamavam de Raios Catódicos.
O diferencial de Thomson foi que ele colocou um pequeno objeto no caminho do raio
e observou que os raios mexiam esse objeto, portanto, tinham massa, mas o metal
utilizado não era desintegrado, qualquer que fosse ele.
Representação da ampola de William Crookes.
Representação da ampola de William Crookes.
Como isso era possível? Thomson
imaginou, então, que essas partículas
que eram ejetadas do metal teriam que
ser parte dos átomos que compunham
a matéria. Essa foi a primeira evidência
concreta da existência de partículas
subatômicas, às quais chamou de
elétrons, de carga negativa. Essa
descoberta fez com que Thomson
ficasse conhecido como pai do elétron
e, alguns anos depois, lhe deu o prêmio
Nobel.
Raios catódicos
Tubo de ligação com a bomba de vácuo

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Thomson propôs que o átomo era uma espécie de bolha gelatinosa, completamente
maciça, com uma carga elétrica positiva homogênea em toda sua extensão e que,
incrustados na bolha, estariam os elétrons com carga negativa. Seu modelo ficou
conhecido como Pudim de Passas.
Modelo do pudim de passas
Modelo do pudim de passas de Thomson.
Modelo atômico de
Rutherford
O modelo atômico proposto por Ernest Rutherford, em 1911, marcou uma importante
revolução no entendimento da estrutura do átomo. Ele foi desenvolvido a partir de um
famoso experimento de dispersão de partículas alfa, conhecido como o experimento da
lâmina de ouro, o qual revelou novos aspectos sobre a composição da matéria.
Experimento da lâmina de ouro.

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Rutherford declarou que o átomo é composto majoritariamente de espaços vazios, com
uma pequena região central, chamada núcleo atômico, que concentra quase toda a massa
do átomo. Esse núcleo é extremamente pequeno quando comparado ao diâmetro total
do átomo. A proporção de seu tamanho varia de 1:10.000 até 1:100.000.
O núcleo é formado por prótons, que possuem carga positiva, e nêutrons, que foram
descobertos mais tarde, em 1932, pelo cientista James Chadwick. Os nêutrons não
possuem carga elétrica, sendo considerados partículas neutras. Essa combinação de
prótons e nêutrons explica a maior parte da massa de um átomo.
Ao redor do núcleo, em uma região chamada eletrosfera, os elétrons giram a grandes
distâncias em relação ao núcleo. Esses elétrons possuem carga negativa e são
extremamente leves, ocupando os vastos espaços vazios que compõem o átomo.
Essa configuração levou Rutherford a propor o modelo planetário do átomo, também
conhecido como o modelo do sistema solar, no qual os elétrons se movimentam ao redor
do núcleo de forma semelhante aos planetas ao redor do Sol.
Correlação utilizada por Rutherford do sistema solar com o átomo.
O modelo de Rutherford nos mostra que o átomo, antes imaginado como uma esfera
substancial, é na verdade composto por um núcleo pequeno e denso, cercado por
uma vasta região vazia onde os elétrons se movimentam. Essa visão foi essencial para
o desenvolvimento de teorias subsequentes que explicaram com mais detalhes as
interações e a estrutura dos átomos.

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Modelo quântico de
Bohr
O modelo atômico de Niels Bohr, proposto em 1913, revolucionou a compreensão sobre o
comportamento dos elétrons nos átomos e trouxe uma nova perspectiva sobre a estrutura
atômica. Antes de Bohr, o modelo atômico de Rutherford sugeria que os elétrons giravam
em torno de um núcleo positivo, semelhante ao movimento de planetas ao redor do
Sol. No entanto, esse modelo tinha um problema: uma carga negativa em movimento ao
redor de uma carga positiva estacionária, como no caso dos elétrons em torno do núcleo,
deveria perder energia e, eventualmente, colapsar em direção ao núcleo, seguindo um
movimento espiralado. Isso resultaria na destruição do átomo, algo que claramente não
ocorre.
Bohr, ao observar esse impasse, desenvolveu um novo modelo com base em seus
postulados, que explicavam como os elétrons poderiam se mover de maneira estável sem
colapsar. Esses postulados são os pilares do seu modelo atômico:
f Primeiro Postulado: um elétron em um átomo se move em uma órbita circular
estável ao redor do núcleo devido à atração eletrostática entre a carga negativa do
elétron e a carga positiva do núcleo. Nesse movimento, o elétron não perde nem
ganha energia, contradizendo a ideia de que o elétron espiralaria em direção ao
núcleo.
Camadas ou órbitas em que os elétrons estão.

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f Segundo Postulado: os elétrons só podem ocupar determinadas órbitas, que são
quantizadas e associadas a números inteiros. Essas órbitas têm níveis de energia
definidos e, quanto mais distante o elétron estiver do núcleo, maior será a energia
associada a essa órbita.
Energia aumenta
Núcleo
Eletrosfera
M N O P Q
K
L
3 4 5 6 7
1
2
f Absorção de Energia: quando um elétron recebe energia na forma de calor, ele
pode “pular” para uma órbita mais externa. Esse processo é chamado de absorção de
energia, que ocorre na forma de um quantum específico.
f Emissão de Energia: quando o elétron retorna a uma órbita mais próxima do núcleo,
ele libera a energia que havia absorvido anteriormente. Essa energia é emitida na
forma de radiação eletromagnética, em unidades chamadas fótons. O processo de
emissão de luz que vemos, por exemplo, nas lâmpadas fluorescentes, é baseado
nesse princípio.
Diferentes níveis de energia de um átomo.
Elétron energizado “pulando”para outra camada.
Energia crescente
Estado fundamental Estado ativado (excitado)
Energia crescente

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Energia crescente
Estado fundamental
Estado ativado (excitado)
Energia crescente
Elétron liberando energia para voltar para o estado fundamental.
O modelo de Bohr foi crucial para explicar fenômenos como os espectros de emissão de
elementos, especialmente o do hidrogênio, e abriu caminho para o desenvolvimento da
mecânica quântica.
Modelos atômicos
mais atuais
Após o modelo atômico de Bohr, diversos cientistas fizeram importantes contribuições
que expandiram o entendimento sobre o comportamento dos elétrons e a estrutura do
átomo. Esses avanços permitiram compreender átomos com maior número de prótons e
elétrons, além de introduzir conceitos fundamentais da mecânica quântica.
Arnold Sommerfeld (1916)
Sommerfeld aprimorou o modelo de Bohr ao estudar átomos com mais prótons e
desenvolver um modelo que explicasse melhor os diferentes níveis de energia dentro
de um mesmo nível eletrônico. Ele descobriu que as camadas de energia sugeridas por
Bohr, onde os elétrons se movem, são divididas em subníveis de energia, e que, em uma
mesma camada, os elétrons podem possuir energias ligeiramente diferentes.
Além disso, Sommerfeld propôs que, enquanto Bohr considerava as órbitas dos elétrons
como circulares, algumas dessas órbitas podem ser elípticas. Como uma elipse possui
diferentes distâncias em relação ao centro, isso explicaria as variações de energia dentro
de uma mesma camada.

11. Química > Átomos > Modelos Atômicos
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| = 0 | = 1
| = 0
| = 1
| = 0 | = 1
| = 2
| = 0
| = 2 | = 3
Camada K Camada L Camada M Camada N
Os subníveis de energia identificados por Sommerfeld são:
f s (sharp): comporta até 2 elétrons.
f p (principal): comporta até 6 elétrons.
f d (difuse): comporta até 10 elétrons.
f f (fundamental): comporta até 14 elétrons.
Assim, esse modelo mais sofisticado permitiu explicar de maneira mais detalhada a
estrutura dos átomos com muitos elétrons, como os elementos de maior número atômico.
NÍVEL K NO MÁXIMOS DE ELÉTRONS SUBNÍVEIS POSSÍVEIS
K 1 2 s
L 2 8 s.p
M 3 18 s.p.d
N 4 32 s.p.d.f
O 5 32 s.p.d.f
P 6 18 s.p.f
Q 7 8 s.p
Louis de Broglie (1924)
Louis de Broglie introduziu uma ideia revolucionária ao propor que os elétrons possuem
comportamento dualístico, ou seja, apresentam características tanto de partícula quanto
de onda. Esse conceito é conhecido como o princípio da dualidade da matéria.
De acordo com Broglie, os elétrons em movimento se comportam como uma onda, o
que significa que têm um comprimento de onda associado ao seu movimento. Esse
comprimentodeondaéinversamenteproporcionalàmassadapartículaeàsuavelocidade.
Quanto maior a massa ou a velocidade do elétron, menor será o comprimento de onda,
e vice-versa.
Demonstração das camadas de energia.

12. Química > Átomos > Modelos Atômicos
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Essa descoberta foi fundamental para o desenvolvimento da mecânica quântica e ajudou
a explicar o comportamento dos elétrons em átomos, algo que os modelos anteriores
não haviam conseguido abordar completamente.
Fórmula de Broglie
Werner Heisenberg (1926)
Heisenberg formulou um dos princípios mais famosos da física moderna, o Princípio da
Incerteza. Ele afirmou que não é possível determinar com precisão simultânea a posição
e a velocidade de um elétron. Esse princípio é consequência da natureza quântica das
partículas subatômicas.
De acordo com o Princípio da Incerteza de Heisenberg, quanto mais precisamente se
conhece a posição de um elétron, menos se sabe sobre sua velocidade, e vice-versa. Isso
mudou profundamente a maneira como os cientistas entendem o comportamento das
partículas no nível atômico, introduzindo um elemento de probabilidade no estudo dos
elétrons.
Erwin Schrödinger (1927)
Erwin Schrödinger trouxe outra grande contribuição para o desenvolvimento da teoria
quântica ao formular equações de onda que descrevem o comportamento dos elétrons
em um átomo. Suas equações permitiram calcular a probabilidade de encontrar um
elétron em determinadas regiões do espaço ao redor do núcleo.
Em vez de descrever o movimento do elétron como uma órbita fixa, Schrödinger
introduziu o conceito de orbital, que é a região ao redor do núcleo onde a probabilidade
de encontrar um elétron é maior. Essa abordagem probabilística se tornou um pilar da
mecânica quântica moderna.
Os orbitais são classificados em diferentes formas e tamanhos, dependendo do nível
e subnível de energia do elétron. Por exemplo, orbitais no subnível “s” têm uma forma
esférica, enquanto os orbitais “p” têm forma de halteres.

13. Química > Átomos > Modelos Atômicos
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Esses cientistas, com suas descobertas e teorias, ampliaram significativamente o
conhecimento sobre o átomo, tornando-o mais complexo e, ao mesmo tempo, mais
compreensível.OmodelodeBohr,quejáhaviatrazidograndesavanços,foicomplementado
e superado pela teoria quântica, que descreve o comportamento dos elétrons com base
em probabilidades, ondas e princípios fundamentais como a dualidade partícula-onda
e a incerteza. Por isso, esses conceitos continuam sendo a base da física moderna e do
estudo da matéria em seu nível mais fundamental.
Z
Z Z Z Z Z Z Z
Z
Z Z
Z Z Z Z Z
s
d-2
d-1
p-1
f-1
f-2
f-3
d0
p0
f0
d1
p1
f1
f2
f3
d2
y
y y y y y y y
y
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y y y y y
X
X X X X X X X
X
X X
X
X
X X X
Representação dos orbitais.
Anotações
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