Modelos atômicos

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ATOMÍSTICA
Química – 1º Ano
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 Atomística – É o estudo do átomo
 Átomo – Vem do grego (a=não , tomos=divisível)
 Ao longo da história os estudos da constituição da matéria
sofreram alterações devido à teorias e modelos atômicos
criados para explicar sua constituição.
 Vários modelos atômicos surgiram:
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 Na Grécia antiga, quando se pensou em estudar a base
de todas as coisas, uma corrente de filósofos, acreditava
que os elementos responsáveis pela formação do
Universo e de tudo que nele existe eram os
elementos água, terra, ar e fogo.

Um desses filósofos, Empédocles (490-430 a.C.),
afirmava que tudo o que existia na Terra era
composto por quatro elementos, que se misturavam
em diferentes concentrações. Assim, segundo ele,
formavam-se todos os componentes do universo.
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LEUCIPO (480?- 430? a.C)
DEMÓCRITO (460?-370? a.C)
EPICURO (341?-270? a.C)
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 Argumentavam que a matéria seria constituída por 
átomos e espaços vazios.
 Acreditavam que o universo era constituído por partículas 
indivisíveis, eternas e indestrutíveis, que estavam 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.
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 Porém, essa ideia não prevaleceu e ficou marginalizada 
durante 2 mil anos.
 A idéia predominante até o século XVI foi a proposta por 
Aristóteles (384-211 a.C)
 Aristóteles negava a existência do átomo e de espaços 
vazios entre eles, mas admitia que a matéria poderia ser 
divisível
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 Apesar de suas ideias terem sido
marginalizadas por longo tempo,
Leucipo, Demócrito e Epicuro estavam
mais próximos da concepção que
acabou prevalecendo na ciência
moderna, (de que a matéria é
constituída por átomos e espaços
vazios).
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 A teoria atômica só foi retomada em 1803 pelo químico 
inglês John Dalton (1766-1844)
 Dalton retomou a hipótese atômica para explicar o 
comportamento de diversos gases da atmosfera e 
mistura gasosas
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O MODELO DE DALTON:
 Os átomos são maciços e apresentam forma esférica (semelhantes 
a uma bola de bilhar); 
 Os átomos são indivisíveis e indestrutíveis;
 Um elemento químico é um conjunto de átomos com as mesmas 
propriedades (tamanho e massa);
 Os átomos de diferentes elementos químicos apresentam 
propriedades diferentes uns dos outros;
 O peso relativo de dois átomos pode ser utilizado para diferenciá-
los;
 Uma substância química composta é formada pela mesma 
combinação de diferentes tipos de átomos;
 Substâncias químicas diferentes são formadas pela combinação de 
átomos diferentes.
 O modelo de Dalton era neutro (não possuía cargas elétricas)
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O MODELO DE DALTON:
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A DESCOBERTA DO ELÉTRON
 O elétron é uma partícula que possui carga
negativa e que pode ser encontrado nos átomos
que constituem toda e qualquer substância;
 A descoberta do átomo ocorreu no final do século 
XIX e foi resultado dos trabalhos desenvolvidos 
pelo físico inglês Joseph J. Thomson;
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O EXPERIMENTO DE CROOKES
 Esse experimento dá indícios de que os átomos 
poderiam ser constituídos de partes menores (e 
partículas mais simples);
 Em 1850 William Crookes um físico britânico foi o 
primeiro de vários cientistas a construir um tubo de 
descarga de gás.
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O EXPERIMENTO DE CROOKES
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O EXPERIMENTO DE CROOKES
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O EXPERIMENTO DE CROOKES
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O EXPERIMENTO DE CROOKES
 Em 1887 Thomson mostrou que os raios catódicos eram 
partículas;
 Thomson concluiu que os raios catódicos, na verdade 
eram um componente universal de toda a matéria;
 O nome elétron (do grego élektron) foi adotado para 
designar os raios catódicos.
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O MODELO DE THOMSON
 A partir de 1890, ficou evidente para a maioria dos 
cientistas que o átomo consistia de uma parte carregada 
positivamente e alguns elétrons (a ideia de Dalton que o 
átomo fosse indivisível caía por terra).
 Em 1898 Thomson sugeriu que um átomo poderia ser 
uma esfera carregada positivamente no qual elétrons 
estão distribuídos ao acaso na esfera, no qual 
quantidade de cargas positivas e negativas seriam iguais 
e o átomo seria eletricamente neutro.
 A esse modelo de átomo foi chamado de “ Pudim de 
ameixas”
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O MODELO DE THOMSON
O modelo de Thomson tratou de novos conhecimentos
sobre o átomo que até então não haviam sido propostos
por falta de embasamento cientifico, como:
 Natureza elétrica da matéria;
 Divisibilidade do átomo;
 Presença de partículas pequenas e com carga no átomo.
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O MODELO DE THOMSON
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O MODELO DE THOMSON
Principais características do modelo de Thomson:
 Os átomos são esféricos e o volume total do átomo é 
igual ao volume da esfera;
 A carga positiva está uniformemente distribuída na 
esfera;
 Os elétrons se movem nessa esfera sob efeito de 
forças eletromagnética.
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O MODELO DE RUTHERFORD
 Isso significa que eles emitem radiação de alta energia da 
qual há 3 tipos de partícula: Alfa ,Beta,Gama;
 Sabendo que o polônio tinha propriedades de emitir 
radiações alfa, Ernest Rutterford realizou uma experiência 
a fim de comprovar o modelo atômico de Thomson;
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O MODELO DE RUTHERFORD
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Sulfteto de Zinco (ZnS)
O MODELO DE RUTHERFORD
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O QUE É RADIAÇÃO ????
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O QUE É RADIAÇÃO ????
 É a propriedade que os núcleos atômicos instáveis
possuem de emitir partículas e radiações
eletromagnéticas, para se transformarem em outros
núcleos mais estáveis.
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O QUE É RADIAÇÃO ????
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O QUE É RADIAÇÃO ????
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O QUE É RADIAÇÃO ????
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O QUE É RADIAÇÃO ????
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O QUE É RADIAÇÃO ????
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O MODELO DE RUTHERFORD
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O MODELO DE RUTHERFORD
 Observou-se que a grande maioria das partículas alfa 
passava a lâmina de ouro como se não houvesse uma 
lâmina em seu caminho;
 Poucas foram desviadas e somente algumas voltavam;
 Esses fatos mostraram que o átomo não corresponde ao 
modelo sugerido por Thomson; 
 Rutherford deduziu que os átomos não podem ser 
maciços mas ao contrário possuem um grande espaço 
vazio.
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O MODELO DE RUTHERFORD
 As poucas partículas desviadas passaram muito próximas 
às regiões positivas (onde se concentram os prótons) que 
provocam repulsão e desvios de partículas alfa (essas 
regiões foram denominadas núcleos).
 Rutherford também concluiu que o átomo está rodeado por 
uma região chamada eletrosfera. Nessa região os elétrons 
estão girando ao redor do núcleo.
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O MODELO DE RUTHERFORD
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O MODELO DE RUTHERFORD
 Rutherford concluiu que o átomo não era uma esfera 
positiva com elétrons mergulhados;
 O átomo é um enorme vazio;
 O átomo tem um núcleo muito pequeno;
 O átomo tem núcleo positivo (+), já que as partículas alfa 
desviaram algumas vezes;
 Os elétrons estão ao redor do núcleo (na eletrosfera) 
para equilibrar as cargas positivas).
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O MODELO DE RUTHERFORD
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O MODELO DE RUTHERFORD
 Rutherford também concluiu que o raio do núcleo é de 
10.000 à 100.000 vezes menor que o raio do átomo;
 Rutherford previu a existência de mais um tipo de partícula 
que devia encontra-se no núcleo. Em 1932 Chadwick 
comprovou a existência dessa partícula chamada Nêutron, 
por não possuir carga elétrica.
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CONCLUSÃO - MODELO DE RUTHERFORD
 Os átomos são constituídos por um núcleo de carga 
positiva e pela eletrosfera de carga negativa;
 O volume do núcleo atômico é da ordem de 10 mil vezes 
menor do que o volume do átomo;
 Praticamente toda a massa de um átomo situa-se em seu 
núcleo
 Os elétrons de massa menor que a massa do núcleo são 
os constituíntes da eletrosfera.
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OBS: A MASSA DO ELÉTRON É TÃO PEQUENA (1/1840) 
QUE É CONSIDERADA INSIGNIFICANTE/DESPRESÍVEL !!!
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TABELA RESUMO
MODELO ATÔMICO DE BÖHR
 Niels Bohr (1885-1962) foi um físico dinamarquês que 
propôs um aperfeiçoamento do modelo de Rutherford, 
baseado nos conhecimentos da Teoria Quântica;
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MODELO ATÔMICO DE BÖHR
 O modelode Böhr propunha que o elétron permanecia em uma 
órbita circular (ao redor do núcleo), mas que ele poderia passar 
de uma órbita para outra mais externa;
 Os elétrons descrevem órbitas circulares bem definidas ao 
redor do núcleo, tendo cada órbita uma energia específica;
 Quanto mais afastado do núcleo, maior é a energia do átomo.
 Os elétrons quando absorver energia “pulam” para uma
camada superior (órbita) mais afastada do núcleo e quando
voltam para o seu nível de energia original liberam energia na
forma de onda eletromagnética (luz), que é chamada de Fóton.
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MODELO ATÔMICO DE BÖHR
 Estado fundamental = Estado de mais baixa energia do 
elétron;
 Estado excitado/ativado = Estado energético acima do 
estado fundamental (quando o elétrons recebe energia);
 Transição eletrônica = Passagem do estado fundamental 
para o estado excitado;
 Emissão de luz = retorno do estado excitado para o 
fundamental.
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MODELO ATÔMICO DE BÖHR
 A esse “pulo” realizado pelo elétron, é chamado de Salto 
Quântico;
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MODELO ATÔMICO DE BÖHR
 As camadas, orbitais ou níveis de energia foram
denominadas K,L,M,N,O, P e Q ou (1,2,3,4,5,6,7) e são
contadas a partir da camada mais interna do átomo.
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POSTULADO DE BÖHR
 1) Um elétron em seu estado estacionário (órbita original), 
não ganha e nem perde elétron;
 2) Ao ganhar energia, o elétron passa de um nível de maior 
energia. Nesse caso o elétron está em seu estado excitado 
(que é instável) e para retornar ao estado original ele libera 
a mesma quantidade de energia que ele recebeu;
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TESTE DE CHAMA
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MODELO ATÔMICO DE BÖHR
 Como os níveis de energia são diferentes de
elemento para elemento, cada um emite uma cor
em um comprimento de onda diferente.
 Só para citar um exemplo, veja a figura abaixo.
Observe que quando o elétron volta da órbita 4
para a 1, a luz emitida é de cor azul, quando ele
volta da órbita 3 para a 1, a cor é verde, e da 2
para a 1, produz luz vermelha.
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MODELO ATÔMICO DE BÖHR
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MODELO ATÔMICO DE BÖHR
 Baseado no eletromagnetismo, Bohr corrigiu em 1911
uma pequena falha na teoria de Rutherford acerca do
movimento dos elétrons: seriam órbitas elípticas e não
circulares. Este modelo é aceito até hoje e conhecido com
modelo Rutherford-Bohr.
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MODELO DE SOMMERFELD
 A partir do modelo de Böhr, Arnold Sommerfeld propôs 
que os níveis de energia (camadas) estariam subdivididos 
em regiões menores denominados subníveis de energia.
 Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld concluiu que os 
elétrons de um mesmo nível, ocupam órbitais de 
trajetórias diferentes (circulares e elipticas) o que 
denominou de subníveis s,p,d e f.
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 Sommerfeld estudava espectros de emissão de luz de 
elementos e verificou que estes eram mais complexos, 
não sendo possível justificá-los admitindo camadas 
formadas apenas por órbitas circulares
 Ele concluiu que em uma camada eletrônica havia uma 
órbita circular e (n-1) órbitas elípticas.
 Nesse caso n é o número de camadas 
 Exemplo: Na 4ª camada (N) havia uma órbita circular e 3 
órbitas elípticas.
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MODELO ATÔMICO ATUAL
 É composto por núcleo e eletrosfera
 São consideradas as partículas subatômicas: prótons, 
nêutrons e elétrons.
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MODELO ATÔMICO ATUAL
 Para se conhecer as principais características da 
constituição de um átomo, devemos identificar seu número 
atômico e seu número de massa. Esses valores referem-
se às partículas encontradas no núcleo: prótons e 
nêutrons
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NÚMERO ATÔMICO (Z)
 Número atômico é o número de prótons presentes no 
átomo 
 Para cada tipo de átomo, temos um determinado valor de 
número atômico, cada valor identifica um elemento 
químico.
 O átomo eletricamente neutro apresenta o número de 
prótons igual ao de elétrons
 Atualmente conhecemos número atômicos até o valor 118
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Z =prótons
NÚMERO DE MASSA (A)
 Número de massa é a soma do número de prótons com o 
número de nêutrons.
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A = prótons + nêutrons
NÚMERO DE NÊUTRONS
 O número de nêutrons é muitas vezes igual ao número 
de prótons do átomo (ou maior que ele);
 A exceção é o átomo de Hidrogênio ( 1 próton e 0 
nêutron);
 O número de Nêutrons é representado por (n).
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A = Massa atômica
CLASSIFICAÇÃO DOS ÁTOMOS
 Os átomos podem ser classificados em 3 tipos:
Isóbaros
Isótopos
Isotonos
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ISÓTOPOS
 São átomos que possuem o mesmo número atômico e 
diferente número de massa;
 Os isótopos possuem propriedades químicas semelhantes, 
pois são átomos de um mesmo elemento químico;
 A maior parte dos elementos químicos é formada de 
isótopos
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ISÓBAROS
 São átomos de diferentes elementos químicos, mas que 
possuem o mesmo número de massa.
 Não possuem semelhanças em suas propriedades 
químicas por terem diferentes números atômicos 
 Exemplo: 
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ISÓTONOS
 São átomos de diferentes elementos químicos que 
possuem o mesmo número de neutros.
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DICA !!!
 ISÓTOPOS 
 ISÓBAROS
 ISÓTONOS
 ISOELETRÔNICOS
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PARA SEU 
CONHECIMENTO !!!!
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Fosforescência
A fosforescência ocorre quando uma substância é capaz de absorver a luz 
produzida por alguma fonte externa, reemitindo-a em forma de luz 
visível, mesmo após a interrupção da iluminação. As substâncias desse tipo 
continuam a emitir um brilho fraco por intervalos de tempo que variam de 
segundos a horas.
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Fluorescência
Diferentemente do que ocorre na fosforescência, as 
substâncias fluorescentes emitem luz somente enquanto estão recebendo 
energia de alguma fonte externa, assim como as lâmpadas ultravioletas. Dessa 
forma, quando a fonte de energia cessa, o processo de fluorescência é 
interrompido imediatamente.
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Incandescência
A incandescência consiste no processo de emissão de radiação 
eletromagnética por um corpo sob alta temperatura.
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Quimioluminescência
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Bioluminescência
A bioluminescência é a emissão de luz fria e visível por organismos vivos. 
Ela ocorre em variados organismos (bactérias, fungos, algas, celenterados, 
moluscos, artrópodes, peixes), principalmente no ambiente marinho. No 
ambiente terrestre ela ocorre em fungos, anelíedeos, moluscos e 
principalmente nos insetos. Ela serve principalmente para finalidades de 
comunicação biológica.
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