Aula 1 _ Estrutura AtA´mica

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Prof. Dr. David Maikel 
Disciplina: Química Geral 
Aula 1 – Estrutura 
do átomo 
2 
Dalton 
• INDIVISIBILIDADE DO ÁTOMO 
Thomson 
• DESCOBERTA DOS PRÓTONS 
 
RÖNTGEN & 
BECQUEREL 
• INÍCIO DOS ESTUDOS SOBRE A 
RADIOATIVIDADE 
EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS 
3 
 
PIERE 
& MARIE 
CURIE 
• ESTUDOS DE NOVOS ELEMENTOS 
RELACIONADOS À RADIOATIVIDADE 
RUTHERFORD 
• DESCOBERTA DO NÚCLEO DOS 
ÁTOMOS 
 
BOHR 
• PROPOSIÇÃO DOS NÍVEIS DE 
ENERGIA (CAMADAS ELETRÔNICAS) 
EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS 
4 
CHADWICK 
• ESTABILIDADE DO NÚCLEO 
(DESCOBERTA DOS NÊUTRONS) 
SOMMERFIELD 
• PROPOSIÇÃO DOS SUBNÍVEIS 
DE ENERGIA (ORBITAIS s, p, d e f) 
 
LINUS 
PAULING 
• DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA 
(DIAGRAMA DE LINUS PAULING) 
EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS 
5 
De Broglie 
• TODA E QUALQUER MASSA PODE SE 
COMPORTAR COMO ONDA (DUALIDADE DA 
MATÉRIA). 
Schrödinger 
• CÁLCULO DA PROBABILIDADE DE ENCONTRAR UM 
ELÉTRON GIRANDO EM UMA REGIÃO DO ESPAÇO 
DENOMINADA "ORBITAL ATÔMICO” (MODELO 
PROBABILÍSTICO) 
 
Heisenberg 
• É IMPOSSÍVEL DETERMINAR AO MESMO TEMPO A POSIÇÃO 
E A VELOCIDADE DO ELÉTRON. SE DETERMINARMOS SUA 
POSIÇÃO, NÃO SABEREMOS A MEDIDA DA SUA 
VELOCIDADE E VICE-VERSA (PRINCÍPIO DA INCERTEZA). 
EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS – 
MODELO ATÔMICO ATUAL 
6 
próton
s nêutron
s 
elétrons 
COMPOSIÇÃO DO ATÓMO 
Nome 
Região do 
átomo 
Símbolo Carga (C) 
Massa 
relativa ao 
próton 
Massa (g) 
Elétron Eletrosfera e -1,6x10-19 1/1840 9,11x10-28 
Próton Núcleo p 1,6x10-19 1 1,67x10-24 
Nêutron Núcleo n 0 1 1,67x10-24 
Próton Nêutron 
1.836 
elétrons 
Próton 
Nêutron 
1.836 
elétrons 
Próton Nêutron Elétron 
Número de prótons: ________ 
Nome do elemento: ___________ 
5 
BORO 
4 
BERÍLIO 
2 
HÉLIO 
Os diferentes tipos de átomos 
(elementos químicos) 
são identificados pela quantidade de 
prótons (P) que possuem 
Esta quantidade de prótons recebe 
o nome de 
NÚMERO ATÔMICO 
e é representado pela letra “ Z ” 
Ao conjunto de átomos com o mesmo número 
atômico, damos o nome de ELEMENTO 
QUÍMICO. 
COMO IDENTIFICAR UM ÁTOMO? 
7 
Número de Massa (A) 
É a SOMA do número de PRÓTONS (p), 
ou NÚMERO ATÔMICO (z), e o número 
de NÊUTRONS (n). 
ou 
Próton 
Nêutron 
Elétron 
A Massa atômica está praticamente toda concentrada 
no núcleo, visto que a massa do elétron é desprezível 
se comparada com a do próton ou a do nêutron. 
No nosso exemplo, temos: 
p = 4 e n = 5. Então: 
Logo: 
CARACTERÍSTICAS DO ÁTOMO 
8 
X 
Z 
A 
X 
Z 
A 
ou 
C 6 
12 
Cl 17 
35 
Representação de um Elemento Químico 
De acordo com a IUPAC (União Internacional de 
Química Pura e Aplicada), devemos indicar o 
número atômico (Z) e o número de massa (A), 
junto ao símbolo de um elemento químico ao 
representá-lo. 
EXEMPLOS 
NOME DO ELEMENTO Carbono Ferro Cloro 
NÚMERO DE MASSA (A) 12 56 35 
NÚMERO ATÔMICO (z) 6 26 17 
NÚMERO DE PRÓTONS (p) 6 26 17 
NÚMERO DE ELÉTRONS (e) 6 26 17 
NÚMERO DE NÊUTRONS (n) 6 30 18 
Fe 
26 
56 
ELEMENTOS QUÍMICOS 
9 
Próton + 
Nêutron 0 
Elétron – 
+ + 
+ + 
– 
– 
Be 
4 
8 2+ CÁTION  perdeu 2 e- 
 (carga +) 
– 
– 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ + 
+ 
– 
– 
– 
– 
– 
– 
– 
– 
ÂNION  Ganhou 2e- 
 (carga -) 
Íons 
Elementos químicos que possuem números diferentes de 
prótons e elétrons, perderam ou ganharam elétrons, 
gerando uma diferença de cargas. 
O 
8 
16 2– 
FORMAÇÃO DE ÍONS 
10 
Linus Pauling (1901 — 1994) 
Linus Pauling criou um diagrama para 
auxiliar na distribuição dos elétrons pelos 
subníveis da eletrosfera. 
Subnível Número máximo 
de elétrons 
s 2 
p 6 
d 10 
f 14 
Neste caso, o “3” representa o NÍVEL ENERGÉTICO (CAMADA ELETRÔNICA). O “s” representa o 
SUBNÍVEL ENERGÉTICO. O “2” representa o NÚMERO DE ELÉTRONS na camada. 
O que representa cada número desse? 
Por exemplo: 3s² I
m
a
g
e
m
: 
N
o
b
e
l F
o
u
n
d
a
ti
o
n
 /
 d
o
m
ín
io
 p
ú
b
li
c
o
. 
1s 
2s 
3s 
4s 
5s 
6s 
7s 
2p 
3p 
4p 
5p 
6p 
7p 
3d 
4d 
5d 
6d 
4f 
5f 
6101426101426102610262622 7p6d5f7s6p5d4f6s5p4d5s4p3d4s3p3s2p2s1s
DIAGRAMA DE LINUS PAULING 
11 
2 8 18 32 32 18 8 
s2 
p6 
d10 
f14 
s2 
s2 
p6 
s2 
p6 
d10 
s2 
p6 
d10 
f14 
s2 
p6 
d10 
f14 
s2 
p6 
d10 
s2 
p6 
K 1s2 
L 2s2 2p6 
M 3s2 3p6 3d10 
N 4s2 4p6 4d10 4f14 
O 5s2 5p6 5d10 5f14 
P 6s2 6p6 6d10 
Q 7s2 7p6 
12 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA – LINUS PAULING 
Determine a distribuição eletrônica do elemento químico Cloro (Cl) 
Exemplo de aplicação 
Como o Cloro possui número atômico z = 17, o número de prótons 
também é p = 17. E como ele está neutro, o número de elétrons vale e = 
17. 
Fazendo a distribuição pelo diagrama de Linus Pauling, temos: 
Cl 
17 
O último termo representa a 
CAMADA DE VALÊNCIA (NÍVEL 
MAIS ENERGÉTICO DO 
ÁTOMO). Neste caso, a 3ª 
Camada (camada M) é a mais 
energética. 
do Ensino Fundamental DIAGRAMA DE LINUS PAULING 
13 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA 
14 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA 
26Fe(26e
-) s2 1 s2 2 p6 2 s2 3 p6 3 d6 3 s2 4 
26Fe
2+(24e-) s2 1 s2 2 p6 2 s2 3 p6 3 d6 3 
K L M M N 
26Fe
3+(23e-) s2 1 s2 2 p6 2 s2 3 p6 3 d5 3 
15 
PRINCIPIO DA EXCLUSÃO DE PAULI: um orbital comporta no 
máximo dois elétrons com spins contrários. UM ÁTOMO NUNCA 
PODERÁ TER OS 4 NÚMEROS QUÂNTICOS IGUAIS. 
REGRA DE HUND: em um mesmo subnível os orbitais são 
preenchidos de forma a obter o maior número de elétrons 
desemparelhados. Somente depois de o último orbital 
desse subnível ter recebido seu primeiro elétron 
começa o preenchimento de cada orbital semicheio 
com o segundo elétron. 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA - ORBITAIS 
16 
NÚMEROS QUÂNTICOS – “DNA” DOS ÁTOMOS 
São parâmetros matemáticos, calculados por Paul Dirac, utilizados 
para determinar a posição de um elétron no átomo. 
a) N º Quântico Principal (n): Indica a camada (energia) 
b) N º Quântico Azimutal (l): Indica o subnível 
c) N º Quântico Magnético (m): Indica a orbital 
d) N º Quântico Spin (s): Indica a rotação de elétrons 
17 
NÚMEROS QUÂNTICOS – RESUMO 
18 
NÚMEROS QUÂNTICOS e ORBITAIS 
19 
NÚMEROS QUÂNTICOS – SPIN (s) 
20 
Radiação Eletromagnética e 
quantização 
Radiação 
Eletromagnética 
Estrutura 
atômica 
Absorvem 
Emitem 
Espectroscopia 
atômica 
QUANTIZAÇÃO ENERGÉTICA 
21 
Radiação eletromagnética 
 
 
Forma de energia constituída por um campo elétrico e 
um campo magnético oscilatórios. 
c = λv 
QUANTIZAÇÃO ENERGÉTICA 
22 
ESPECTRO ELETRÔNICO 
QUANTIZAÇÃO ENERGÉTICA 
23 
As cores da luz visível 
Cor Faixa de comprimento 
de onda (nm) 
Vermelho 740 - 625 
Laranja 625 – 590 
Amarelo 590 – 565 
Verde 565 – 490 
Azul 490 – 440 
Violeta 440 – 390 
24 
QUANTIZAÇÃO ENERGÉTICA 
Quantização da radiação 
eletromagnética 
E = hv 
A energia é medida em “pacotes” de 
energia  quanta (fótons) 
A energia de um fóton é proporcional à 
sua frequência. 
h = 6,626 x 10-34 Js (constante de Planck) 
25 
QUANTIZAÇÃO ENERGÉTICA 
26 
Exercícios 
1) O teste de chama é uma técnica utilizada para a identificação de certos 
átomos ou íons presentes em substâncias. Nesse teste, um fio metálico é 
impregnado com a substância a ser analisada e, em seguida, é colocado numa 
chama pouco luminosa, que pode assumir a cor característica de algum 
elemento presente nessa substância. Este quadro indica os resultados de testes 
de chama, realizados num laboratório, com quatro substâncias: 
Substância Cor da chama 
HCℓ Não se obseva a cor 
CaCl2 
 
Vermelho-tijolo (ou alaranjado) 
SrCl2 
 
Vermelho 
BaCl2 Verde-amarelado 
Considerando os resultados indicados na tabela, determine o elemento que sofre a 
transição eletrônica, e explique o motivo pelo qual, estes elementos emitem cores 
diferentes. Além disso, explique sucintamente sobre o modelo atômico proposto 
relacionado à essa teoria. 
27 Exercícios 
2) Um fato corriqueiroao se cozinhar arroz é o derramamento de parte da água 
de cozimento sobre a chama azul do fogo, mudando-a para uma chama 
amarela. Essa mudança de cor pode suscitar interpretações diversas, 
relacionadas às substâncias presentes na água de cozimento. Além do sal de 
cozinha (NaCl), nela se encontram carboidratos, proteínas e sais minerais. 
Explique com embasamento teórico, o fato da chama mudar de cor quando 
ocorre este derramamento. 
28 
Exercícios 
3) Em um dia de final de Liga dos Campeões da Europa (Champions League) o sinal enviado 
para o satélite da TV do Sr. José Orestes foi perdido, necessitando nesse caso o Sr. José Orestes 
de resgatar o seu rádio, para escutar o jogo do seu neto (Diego Costa). Sabendo que 1.000 Khz 
foi a frequência sintonizada por ele, determine o comprimento de onda dessas emissões e a 
classificação das ondas como, curtas, médias ou longas. Considerando que as ondas de rádio são 
ondas eletromagnéticas, determine a energia envolvida na emissão de um fóton, admitindo que o 
comprimento de onda encontrado seria utilizado para geração de energia. 
Dados: 1000 ciclos/s = 1 khz (kilohertz) 
 c = 3 x 108 m/s 
 h = 6,63 x 10-34 J.s 
 As ondas de rádio estão classificadas da seguinte forma: 
 ondas curtas 10------------- 200 metros. 
 ondas médias 200 --------- 600 metros. 
 ondas longas 600 ---------- 1000 metros.