Atividade avaliativa de química

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CURSO: Licenciatura em Química TURMA: 1AQ
 COMPONENTE CURRICULAR: Química geral I
 DOCENTE: Raimundo Francisco Dos Santos Filho
 DISCENTE: Emanuely Carvalho Cerqueira
Teoria Atômica
1) Delineie os elementos-chave da teoria atômica de Dalton. Quais deles não são consistentes com a visão moderna do átomo?
R: De acordo com a Teoria Atômica de Dalton, envolvendo o conceito de átomo indivisível, é baseada em quatro ideias principais que seguem expressadas em linguagem moderna:
1. Os elementos são formados por pequenas partículas indivisíveis e indestrutíveis denominadas átomos.
2. Todos os átomos de um dado elemento são idênticos, tendo a mesma massa atômica. 
3. Os átomos de elementos diferentes têm diferentes massas atômicas relativas.
4. Os átomos de um dado elemento podem se combinar com átomos de outros elementos para formar compostos. Ao formarem um composto, os átomos se combinam mantendo relações de números inteiros e pequenos, tais como 1:1, 1:2, 2:3, e assim por diante.
Porém, muito antes da época de Dalton, já havia evidências que apontavam que a matéria deveria ser divisível. Uma das primeiras evidências para a existência de cargas elétricas na matéria é o fenômeno da eletricidade estática, gerada ao se atritar materiais isolantes. E ao estudar o fenômeno da eletrólise em 1832, o físico e químico inglês Michael Faraday (1791-1867) estabeleceu relações quantitativas entre a quantidade de cargas elétricas que circula por uma solução condutora de eletricidade e as massas depositadas, ou dissolvidas, nos eletrodos. A essa altura, com a observação de que o funcionamento da pilha elétrica estava associado ao desgaste dos discos de zinco, provocado por reações químicas responsáveis pela geração de corrente elétrica, e que durante o processo de eletrólise, reações químicas eram promovidas pela passagem de corrente elétrica pelas soluções, era indiscutível a necessidade de se rever o conceito da matéria ser formada por átomos indivisíveis. O caminho que levou à revisão do modelo atômico sem dúvida nenhuma se iniciou com a capacidade dos cientistas disporem de uma fonte contínua e controlável de corrente elétrica, o que foi fornecido pela pilha de Volta. No entanto, os experimentos que levaram à descoberta das partículas elementares componentes do átomo divisível, envolveram principalmente estudos de descargas elétricas de alta voltagem através de gases em diferentes pressões.
2) Como os experimentos de descarga de gases em tubos Crookes e outros mostraram que o átomo é composto de pequenas partículas:
R: Tendo a bomba de vácuo sido aperfeiçoada pelo grupo de pesquisa de Crookes, ele conseguia produzir tubos de Geissler (cuja pressão interna original era da ordem de 10-3 atm) com pressões finais na faixa entre 10-6 e 10-8 atm. Em experimentos realizados com tubos com gases em pressões internas cada vez menores, Crookes observou inicialmente que a coluna colorida que ocupava de maneira uniforme todo o interior do tubo nas pressões da ordem de 10-3 atm começava a apresentar espaços escuros que se afastavam do eletrodo negativo do tubo. Posteriormente observou que quando a pressão interna no tubo era da ordem de 10-6 atm, a faixa escura ocupava todo o espaço entre os dois eletrodos do tubo, mas aparecia luminosidade intensa no vidro oposto ao eletrodo negativo do tubo. Embora ainda não conhecessem a origem do fenômeno, os estudos foram continuados, usando diversas formas de tubos modificados por Crookes, designados de um modo geral como “tubos de Crookes”. E a partir da identificação inequívoca da constituição dos raios catódicos feita pelo físico inglês Joseph John Thomson (1856-1940), que provou que eram formados por corpos muito menores que um átomo, tendo carga negativa. Thomson denominou estes corpos de “corpúsculos”, nome posteriormente substituído por elétron dado anteriormente por George Stoney, devido ao fato de terem o mesmo tipo de carga elétrica (negativa) que a gerada quando o âmbar era atritado com um pedaço de tecido. A partir de estudos de deflexão dos raios catódicos em ampolas desenvolvidas especialmente para este fim, em 1897 Thomson determinou a relação massa/carga do elétron, que se mostrou ser perto de 1000 vezes menor que a massa encontrada para um átomo de hidrogênio em medidas de eletrólise.
3) Descreva o modelo atômico de Thomson e mostre como este foi inconsistente com os resultados dos experimentos de Rutherford, Geiger e Marsden.
R: Thomson foi o primeiro a propor um modelo atômico que levava em consideração as cargas positivas e negativas, assim o átomo seria constituído por uma certa quantidade de carga positiva distribuída de forma homogênea em uma esfera que estaria incrustada de cargas negativas que seriam os elétrons que, por sua vez, circulariam em anéis coplanares dentro da esfera. Thomson comparou seu modelo a um pudim de passas em que as passas representariam os elétrons. Porém, Rutherford , resolveu testar o modelo de Thomson e realizou uma série de experiências que contribuíram para o melhor entendimento da estrutura do átomo. Realizando diversos experimentos de bombardeio de lâminas de ouro com partículas α (partículas de carga positiva e mesma massa dos átomos de Hélio), Rutherford e seus colaboradores, Hans Geiger e Ernst Marsden, constataram que a grande maioria das partículas atravessavam diretamente a lâmina, algumas sofriam pequenos desvios e outras, em número muito pequeno, sofriam grande desvio, mas em sentido oposto. Logo Rutherford concluiu que, o átomo é constituído por um núcleo central dotado de cargas eletricamente positivas (prótons) e onde praticamente concentrada toda a massa do átomo, envolvido por uma nuvem contendo partículas de carga negativas (elétrons). O modelo de Rutherford podia ser comparado ao nosso sistema solar: o núcleo sendo representado pelo sol, e os planetas representando os elétrons.
4) Quais seriam os resultados dos experimentos de Rutherford, Geiger e Marsden, relativo à dispersão de partículas alfa, se a maior parte da massa de um átomo fosse atribuída aos seus elétrons, com todas as outras características permanecendo as mesmas?
R: Rutherford concluiu que a massa do átomo estava concentrada em uma pequena região de cargas positivas que impedia a passagem de partículas alfa. Ele sugeriu um novo modelo no qual o átomo tinha um núcleo ou centro no qual a massa e a carga positiva estão concentradas, e que na zona extra-nuclear estão os elétrons de carga negativa. Antes de Rutherford propor seu modelo atômico, os físicos aceitaram que as cargas elétricas no átomo tinham uma distribuição mais ou menos uniforme. Rutherford tentou ver como era a dispersão das partículas alfa pelos átomos de uma folha de ouro muito fina. Os ângulos resultantes do desvio das partículas supostamente forneceriam informações sobre como era a distribuição de carga nos átomos. Felizmente, se as cargas fossem distribuídas uniformemente de acordo com o modelo atômico de Thomson, a maioria das partículas atravessaria a chapa fina sofrendo apenas pequenas deflexões, seguindo um caminho aproximadamente reto.
5) Quando J. J. Thomson fez seus experimentos com raios catódicos, a natureza do elétron foi colocada em xeque. Alguns o imaginava como uma forma de radiação, como a luz; outros acreditavam que o elétron era uma partícula. Algumas das observações feitas com raios catódicos eram usadas para apoiar uma ou outra visão. Explique como pode servir de suporte para o modelo de partícula ou o de onda de elétron. 
a) Eles passam através de folhas de metal.
R: A radiação passa através de folhas de metal. Logo apoia o modelo de onda do elétron.
b) Eles viajam em velocidades inferiores à luz.
R: Toda radiação eletromagnética viaja na velocidade da luz, a velocidade mais baixa suporta o modelo.
c) Se um objeto é colocado em sua trajetória, observa-se uma sombra.
R: Essa afirmação sustenta a teoria de onde, já que uma sombra é uma região onde os raios luminososnão chegam. Modelo de onda.
d) Sua trajetória muda quando eles passam entre placas com carga elétrica.
R: Em um dos experimentos realizados por Thomson sobre os caóticos, ele mostrou que os raios eram desviados ao passar entre cargas elétricas e quando inseridos num campo magnético, tais fatos sustentam a teoria da partícula dos raios. Modelo de partículas.
6) O cloro ocorre naturalmente como uma mistura de dois isótopos: 35Cl (massa de 34,97 u) e 37Cl (massa de 36,97 u). Se a abundância relativa do isótopo 35Cl é 75,77%, qual é a massa atômica de Cl?
 R= Dados: 
Massa do isótopo 1= 34,97 u 
Porcentagem do isótopo 1= 75,77%; 
Massa do isótopo 2= 36,97u; 
 Porcentagem do isótopo 2 = 100 - 75,77= 24,23% 
Isótopo 1= 75,77 × 34,97 = 2 649,67
Isótopo 2 = 24,23 × 36,97= 895,78
Soma= 2649,67 + 895,78= 3 545,45
Massa= 3545,45/100= 35,45 u.
7) Descreva o modelo do átomo de Bohr. Como ele difere do modelo planetário baseado na física clássica?
R: Bohr propôs seu modelo atômico, relacionando a forma como os elétrons estão distribuídos na eletrosfera com sua quantidade de energia. Assim, os níveis energéticos aumentam do núcleo para a camada mais externa. Esse modelo permite relacionar as órbitas (níveis de energia) com os espectros descontínuos dos elementos. O elétron num estado estacionário não emite radiação, no entanto, ao migrar de um estado para outro, ele absorve ou emite um quantum de energia hν, decorrente da diferença de energia entre os dois estados. As raias analisadas no espectro de emissão para o átomo de hidrogênio (espectro mais simples) pode ser explicada em virtude da emissão da energia absorvida durante o processo de excitação. Porém, cientistas perceberam que as raias obtidas por Bohr eram na
Verdade um conjunto de Raias mais finas e supôs então que os níveis de energia estariam divididos em regiões ainda menores, por ele denominadas subníveis de energia.
8) Nos termos da teoria da estrutura do átomo de Bohr, por que os elétrons não se movem em espiral para dentro do núcleo?
R: Por que o elétron move-se ao redor do núcleo positivo em uma órbita circular. No entanto, o elétron só poderia ocupar determinadas órbitas ou níveis de energia, nos quais ele é estável ou, em outras palavras, Bohr sugeriu que a energia do elétron dependia da órbita que ele descrevia em torno do núcleo.
9) Dê uma falha séria inerente à teoria de Bohr.
R: O modelo de Bohr apresentava limitações quando se tratavam de elementos diferentes do hidrogênio, pois não conseguia explicar o espectro de raia, formado por elementos com mais elétrons, onde Sommerfeld propõe alterações aos modelo atômico de Bohr. Mas sua falha mais grave foi exposta por Heisenberg, segundo ele a teoria de Bohr falha porque as ideias fundamentais em que se baseia são: órbitas estacionárias, validez das leis clássicas do movimento, etc. Essas ideias não podem ser postas a prova sem cair em graves contradições.
10) Se a energia de cada elétron em um átomo não fosse quantizada mas pudesse variar entre certos limites, qual seria o aspecto do espectro atômico?
R: A radiação eletromagnética é constituída de vários tipos de radiação, o que é chamado de espectro eletromagnético. Cada forma de radiação possui uma faixa de comprimentos de ondas correspondentes. Nossos olhos só são capazes de detectar uma pequena porção do espectro eletromagnético chamada de luz visível entre 400 e 700 nm, que consiste de espectro de cores variando do violeta (menor comprimento de onda) ao vermelho (maior comprimento de onda). Logo, não haveria um espectro de linhas separadas mas sim um feixe de cores que iriam variando.
Nem tudo que reluz é ouro, mas pelo menos contém elétrons livres.
John Desmond