Evolução dos modelos atômicos (Modelos científicos)

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Ciências da Natureza e suas 
Tecnologias - Química
EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS
Professor Alexandre
2ª Série do Ensino Médio 
No desenho Avatar, 
o personagem Aang 
terá que dominar os 
4 elementos para 
salvar a Terra.
No começo dos 
anos 1990, o 
Capitão Planeta 
aparecia para salvar 
a Terra após a 
combinação dos 4 
elementos com o 
amor.
No filme 
O Quinto Elemento, 
Bruce Willis deve 
encontrar pedras 
que representam 
os 4 elementos e 
juntá-las ao 5º 
(uma mulher) para 
salvar a Terra.
Sempre os Quatro Elementos...
Imagem: Avatar: The last airbender
The complete book 1 collection(2005) / Nickelodeon /
http://www.covershut.com/cover-tags/Avatar-The-Last-Airbender.html
Imagem: O quinto elemento (1997) / Gaumont Film Company /
http://www.covershut.com/Blu-Ray-Covers/31993-The-Fifth-Element-1997-Wide-Screen-Front.html
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MODELOS ATÔMICOS
• Filósofos gregos se preocupavam em encontrar uma
explicação sobre a constituição da matéria.
• Aristóteles e Empédocles (Continuidade da
matéria): a matéria não tem um limite, sempre uma
forma se transforma em outra.
• Quatro elementos→ Fogo, Água, Terra e Ar (Losango
dos elementos)
• Leucipo e Demócrito (Matéria descontínua): Há um
limite para a divisão da matéria.
• A matéria é formada por minúsculas partículas
indivisíveis e não contínuas (átomos). 3
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Os Quatro Elementos
4
Losango dos elementos de 
Empédocles
Os quatro elementos de 
Empédocles
FOGO
AR TERRA
AGUA
úmido frio
quente seco
Imagem: Heron / Public Domain
Imagem: Ratomir Wilkowski / Creative
Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Dalton (1808)
• A matéria é formada por átomos, que são
partículas esféricas, maciças e indestrutíveis;
• Átomos de elementos químicos diferentes
apresentam-se com massa, tamanho e
propriedades químicas e físicas diferentes.
5
Saiba que:
O modelo de Dalton é 
conhecido como “Modelo da 
Bola de Bilhar”.
Como Dalton 
representava os 
elementos 
químicos 
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Imagem: Executive Billiards / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Fique atento
De acordo com Dalton...
• as substâncias são formadas pela combinação de
elementos, numa proporção de números inteiros;
• um composto é formado pela combinação de átomos
de dois ou mais elementos que se unem entre si,
originando novas substâncias.
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John Dalton estudou 
a deficiência visual (de 
que ele mesmo sofria) 
chamada daltonismo.
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Atividade Experimental – Natureza elétrica da 
matéria
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Atrite uma bexiga em sua 
camiseta e depois 
aproxime do cabelo de 
um colega ou de 
pedacinhos de papel.
Utilize um fio de 
cabelo ou uma linha 
para amarrar...
... Pequenos 
pedaços de papel 
alumínio de 
bombons
Imagem: JJ Harrison / GNU
Free Documentation License
Imagem: KayEss / GNU
Free Documentation License
Imagem: Lauri Rantala / Creative
Commons Attribution 2.0 Generic
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Natureza elétrica da matéria - Discussão
❑ O que acontece ao aproximar a bexiga
atritada do cabelo?
❑ Antes de atritar, qual era a condição elétrica
da bexiga?
❑ Descreva o que aconteceu após a
aproximação da bexiga atritada do papel
alumínio.
❑ Se você aproximar a bexiga do fio de cabelo,
o que acontece?
8
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Thomson (1903)
• Primeiro modelo atômico divisível e elétrico.
• Estudando descargas em tubos de raios catódicos, Thomson
percebeu a existência de partículas carregadas negativamente
nos átomos.
9
Conhecido 
como 
"Pudim de 
Passas"
Todos os gases 
utilizados 
emitiram tais 
raios.
Tubo de 
raios 
catódicos
Imagem: Kurzon / Public Domain
Imagem: Fastfission / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Rutherford (1911)
10
1
2
3
A maioria das 
partículas 
atravessou.
Algumas 
poucas 
partículas eram 
desviadas.
Algumas eram 
ricocheteadas.
Cargas positivas
Manchas fotográficas
Imagem: Diego Grez / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Rutherford – Conclusões
• (1) A maioria das partículas alfa () passava livremente
através da placa de ouro.
 O átomo é um imenso vazio.
 Eletrosfera (abriga elétrons) e núcleo (abriga prótons e
nêutrons);
• (2) Poucas partículas alfa não atravessavam a lâmina de
ouro.
 Núcleo pequeno e denso;
• (3) Poucas partículas alfa passavam e sofriam desvios.
 Núcleo positivo.
11
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
O Sistema Solar de Rutherford
12
Representação do 
modelo atômico de 
Rutherford
Sistema Solar
Imagem: Cburnett / GNU Free Documentation License Imagem: Harman Smith and Laura Generosa / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Fique ligado!
• Os nêutrons só foram descobertos em
1932 por James Chadwick.
• O núcleo atômico é muito menor que a
eletrosfera.
 Para efeito de comparação, podemos
imaginar o núcleo como uma formiga no
centro do estádio do maracanã (1).
13
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/fisico_quimica/fisico_quimica_trabalhos/historiaatomo.htm
Evolução dos modelos atômicos
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Leucipo e Demócrito John Dalton (1808)
Joseph J. Thomson 
(1903)
Ernest Rutherford 
(1911)
Niels Bohr (1913)
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
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A água tônica é fluorescente
Imagem: Splarka / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Luminescência
❑Um processo de luminescência ocorre quando
fornecemos energia a alguma molécula;
✓ Se a energia fornecida for luminosa, teremos uma
fluorescência ou uma fosforescência;
➢ Fluorescência → A substância emitirá luz enquanto
estiver sendo iluminada;
• Não brilhará no escuro.
➢ Fosforescência → A substância irradiada continuará
emitindo luz mesmo após cessada a iluminação;
• Brilhará no escuro.
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Demonstrações: 
Fluorescência x Fosforescência
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As cédulas possuem 
fibras coloridas...
... Que, com o auxílio de uma luz 
ultravioleta (luz negra), brilham!
Ao submetermos escorpiões, esmaltes com cores vivas, controle 
remoto de TV e adesivos infantis à luz negra, verificaremos o 
aparecimento de brilho.
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Imagem: Kallemax / Public Domain
Imagem: Jonbeebe / GNU Free Documentation License
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Bohr
• Os elétrons estão em órbitas circulares, ao redor de um
núcleo central, sem absorver nem emitir energia
espontaneamente;
• O átomo possui um número limitado de órbitas, níveis
ou camadas eletrônicas, que varia de um elemento
químico para outro;
• Cada uma dessas órbitas múltiplo inteiro do quantum (E
= h.ν), possui uma quantidade fixa de energia:
➢ Daí o termo EnergiaQuantizada.
18
E = energia
h = constante de Planck
c = velocidade da luz
 = frequência
 = comprimento de onda
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Transições Eletrônicas - Absorção
• Ao absorver um quantum de energia, o
elétron “salta” para um nível mais energético
(2);
 Ocorre a excitação eletrônica;
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
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http://www.brasilescola.com/quimica/espectros-eletromagneticos-estrutura-atomo.htm
Transições Eletrônicas - Emissão
• No estado excitado, o elétron é instável;
• Ao retornar ao nível fundamental, emitirá um
quantum de eneria na forma de luz:
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Saiba que:
• Os saltos eletrônicos de qualquer nível mais externo para o
“nível L” correspondem a radiações visíveis do espectro
eletromagnético, que vão do vermelho ao violeta.
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Os espectros dos elementos químicos são descontínuos.
Imagem: Horst Frank / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
Espectro Eletromagnético
22
Observe que a 
parte visível do 
espectro é a 
menor faixa.
Imagem: Inductiveload, NASA / GNU Free Documentation License
Modelo atual
• É constituído pela combinação de contribuições de
muitos cientistas, destacando-se:
❑ Sommerfeld (1916) → Elétrons, além de
descreverem órbitas circulares, também descrevem
órbitas elípticas:
23Imagem: Pieter Kuiper / Public Domain
Modelo atual – de Broglie
❑L. V. de Broglie (1923)→ Baseando-se no
experimento da fenda dupla, descreve o
elétron como uma onda-partícula:
24
O experimento da fenda dupla pode ser visualizado no Youtube: 
http://www.youtube.com/watch?v=gAKGCtOi_4o
http://www.youtube.com/watch?v=gAKGCtOi_4o
Modelo atual – Heisenberg
• Werner Heisenberg (1927)→ Para tentar
localizar o elétron, alteramos sua
velocidade ou sua posição.
• Princípio da Incerteza: é impossível
determinar ao mesmo tempo a posição (x)
e o momento do elétron (p).
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Expressão matemática do 
Princípio da Incerteza
xp ≥ h/2
Modelo atual – Schrödinger
• Erwin Schrödinger (1926) → utilização de
cálculos estatísticos para determinar a posição
do elétron.
• Equação de Schrödinger - mostra o cálculo da
região de máxima probabilidade de se
encontrar o elétron
26
=+

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




+

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+


− EV
zyxm
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2
2
2
2
2
2
2
2
8
Fique atento
• Na equação de Schrödinger, a região
de máxima probabilidade de encontrar
os elétrons é representada pela letra
grega , chamada função de onda.
• O quadrado da função de onda (2)
é chamado de orbital atômico.
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Orbitais atômicos
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Plano nodal é a região onde é nula a 
probabilidade de encontrar o elétron.
Orbitais tipo d 
no plano 
cartesiano
Imagem: Sven / GNU Free Documentation License
Contribuições ao Modelo Atual
29
Arnold Sommerfeld 
(1868-1951)
Louis-Victor-Pierre-
Raymond, duque 
de Broglie
(1892-1987)
Werner 
Heisenberg
(1901-1976)
Erwin Rudolf 
Josef Alexander 
Schrödinger
(1887-1961)
Imagem: Autor desconhecido / United States Public Domain Imagem: Autor desconhecido / United States Public Domain
Imagem: Autor desconhecido / United States Public Domain Imagem: Nobel foundation / Public Domain