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F R E N T E 1 43 Cientista Fundamentação Estrutura atômica A John Dalton Experimentos com raios catódicos que foram inter- pretados como um feixe de partículas carregadas negativamente denominadas elétrons, os quais deviam fazer parte de todos os átomos. O átomo deve ser um fluido homogêneo e quase esférico, com carga positiva, no qual estão dispersos uniformemente os elétrons. b Niels Bohr Leis ponderais que relacionavam entre si as massas de substâncias participantes de reações. Os elétrons movimentam-se em torno do núcleo central positivo em órbitas específicas com níveis ener- géticos bem definidos. C Ernest Rutherford Experimentos envolvendo o fenômeno da radioati- vidade. O átomo é constituído por um núcleo central positivo, muito pequeno em relação ao tamanho total do átomo, porém com grande massa, ao redor do qual orbitam os elétrons com carga negativa. Joseph Thomson Princípios da teoria da mecânica quântica. A matéria é descontínua e formada por minúsculas partículas indivisíveis denominadas átomos. Demócrito Experimentos sobre condução de corrente elétrica em meio aquoso. Os átomos são as unidades elementares da matéria e comportam-se como se fossem esferas maciças, indivisíveis e sem cargas. 30 Unicid 2016 Ao tratar da evolução das ideias sobre a natureza dos átomos, um professor apresentou as seguintes informações e figuras: Desenvolvimento histórico das principais ideias sobre a estrutura atômica 400 a.C. Demócrito A matéria é indivisível e feita de átomos. 350 a.C. Aristóteles A matéria é constituída por 4 elementos: água, ar, terra, fogo. 1800 Dalton Todo e qualquer tipo de matéria é formada por partículas indivisíveis, chamadas átomos. 1900 Thomson Os átomos dos elementos consistem em um número de corpúsculos eletricamente negativos englobados em uma esfera uniformemente positiva. 1910 Rutherford O átomo é composto por um núcleo de carga elétrica positiva, equilibrado por elétrons (partículas negativas), que giram ao redor do núcleo, numa região denominada eletrosfera. 1913 Bohr A eletrosfera é dividida em órbitas circulares definidas; os elétrons só podem orbitar o núcleo em certas distâncias, denominadas níveis. 1930 Schrödinger O elétron é uma partícula-onda que se movimenta ao redor do núcleo em uma nuvem. 1932 Chadwick O núcleo atômico é também integrado por partículas sem carga elétrica, chamadas nêutrons. Modelos atômicos I II III IV V VI VII <www.projectsharetexas.org>. (Adapt.) a) Complete o quadro abaixo indicando o número do modelo que mais se aproxima das ideias de Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr. Dalton Thomson Rutherford Bohr ) Considere a situação: uma solução aquosa de cloreto de bário e outra de cloreto de estrôncio são borrifadas em direção a uma chama, uma por vez, produzindo uma chama de coloração verde e outra de coloração vermelha, respectivamente. Como e a partir de que momento histórico as ideias sobre estrutura atômica explicam o resul- tado da situação descrita? QUÍMICA Capítulo 1 O átomo44 34 UFPR 2011 A constituição elementar da matéria sem- pre foi uma busca do homem. Até o início do século XIX, não se tinha uma ideia concreta de como a maté- ria era constituída. Nas duas últimas décadas daquele século e início do século XX, observou-se um grande avanço das ciências e com ele a evolução dos mode- los atômicos. Acerca desse assunto, numere a coluna da direita de acordo com sua correspondência com a coluna da esquerda. 1. Próton Par t ícu la de massa igual a 9,109 · 10–31 kg e carga elétrica de -1,602 · 10–19 C. 2. Elétron Partícula constituída por um núcleo contendo prótons e nêutrons, rodea- do por elétrons que circundam em órbitas estacionárias. 3. Átomo de Dalton Partícula indivisível e indestrutível durante as transformações químicas. 4. Átomo de Rutherford Par t ícu la de massa igual a 1,673 · 10–27 kg, que corresponde à massa de uma unidade atômica. 5. Átomo de Bohr Partícula que possui um núcleo central dotado de cargas elétricas positivas, sendo envolvido por uma nuvem de cargas elétricas negativas. Assinale a alternativa que apresenta a numeração cor- reta da coluna da direita, de cima para baixo. A 2 – 5 – 3 – 1 – 4. b 1 – 3 – 4 – 2 – 5. C 2 – 4 – 3 – 1 – 5. 2 – 5 – 4 – 1 – 3. 1 – 5 – 3 – 2 – 4. 35 Uece 2016 Na visão de Sommerfeld, o átomo é A uma esfera maciça, indivisível, homogênea e indes- trutível. b uma esfera de carga positiva que possui elétrons de carga negativa nela incrustados. C constituído por camadas eletrônicas contendo ór- bita circular e órbitas elípticas. constituído por núcleo e eletrosfera, em que todos os elétrons estão em órbitas circulares. 36 IFSP 2012 A tabela a seguir apresenta os valores das partículas subatômicas e número de massa. Espécie Química Partículas por átomo Número de MassaPrótons Elétrons Nêutrons Ca a 20 b 40 Ca2+ 20 c 20 d Os valores de a, b, c e d são, respectivamente, A 18, 22, 18, 40. b 20, 20, 18, 40. C 20, 20, 20, 40. 20, 22, 20, 42. 20, 20, 22, 42. 31 UPE 2016 Analise a seguinte charge: Disponível em: <http://hquimica.webnode.com.br>. Acesso em: jun. 2015. As estudantes Eugênia e Lolita estão falando, respec- tivamente, sobre os modelos atômicos de A Dalton e Thomson. b Dalton e Rutherford-Bohr. C Thomson e Rutherford-Bohr. Modelo Quântico e Thomson. Rutherford-Bohr e Modelo Quântico. 32 UFG 2012 Leia o poema apresentado a seguir. Pudim de passas Campo de futebol Bolinhas se chocando Os planetas do sistema solar Átomos Às vezes São essas coisas Em química escolar LEAL, M. C. Soneto de hidrogênio. São João del-Rei: Editora UFSJ, 2011. O poema faz parte de um livro publicado em homena- gem ao Ano Internacional da Química. A composição metafórica presente nesse poema remete A aos modelos atômicos propostos por Thomson, Dalton e Rutherford. b às teorias explicativas para as leis ponderais de Dalton, Proust e Lavoisier. C aos aspectos dos conteúdos de cinética química no contexto escolar. às relações de comparação entre núcleo/eletrosfe- ra e bolinha/campo de futebol. às diferentes dimensões representacionais do sis- tema solar. 33 UEG 2015 Para termos ideia sobre as dimensões atô- micas em escala macroscópica podemos considerar que se o prédio central da Universidade Estadual de Goiás, em Anápolis, fosse o núcleo do átomo de hidrogênio, a sua eletrosfera pode estar a aproxima- damente 1.000 km. Dessa forma, o modelo atômico para matéria é uma imensidão de vácuo com altas for- ças de interação. Considerando-se a comparação apresentada no enunciado, a presença de eletrosfera é coerente com os modelos atômicos de A Dalton e Bohr. b Bohr e Sommerfeld. C Thompson e Dalton. Rutherford e Thompson. F R E N T E 1 45 37 UTFPR 2015 Diferentes elementos químicos têm sido usados com a finalidade de avaliar a idade de obje- tos de interesse, entre os quais podemos citar urânio (Z = 92), C-14, K (19 prótons e 20 nêutrons) e 37Rb 85. A respeito do texto, assinale a alternativa correta. A O tório (Z = 90) é isótopo do urânio. b Os elementos C12, C13 e C14 são isótopos entre si. C O potássio apresenta massa atômica maior que o rubídio. Se o número de massa do rubídio aumentar de 7 (sete) unidades, ele se torna isóbaro do U-92. O rubídio é isótono do potássio. Leia o texto para responder a questão. S o v fo to /C o n tr ib u to r Dmitri Ivanovich Mendeleev, 1834-1907, famoso químico russo, durante seus estudos. Mendeleev (1834-1907), sob a influência da sua segunda esposa, voltou-se para o mundo das artes, tornan- do-se colecionador e crítico. Essa nova paixão não deve ter sido considerada nenhuma surpresa, afinal, Mendeleev fez arte com a química, desenhando e manejando cartas que representavam os elementos, para ajudar na construção da Tabela Periódica. Sua visão da ciência já era um indício de que existia uma veia artística dentro dele. Certa vez, disse: “Conceber, compreender e aprender a simetria total do edifício, incluindo suas porções inacabadas, é equivalente a experimentaraquele prazer só transmitido pelas formas mais elevadas de beleza e verdade”. Na Química, as ideias ousadas e o gênio audacioso de Mendeleev renderam-lhe um merecido reconhecimento. Mas ele não se dedicou exclusivamente à Tabela Perió- dica. Já havia estudado a temperatura crítica dos gases e prosseguiu sua vida acadêmica pesquisando a expansão de líquidos e a origem do petróleo. Em 1955, o elemento de número atômico 101(Z = 101) da Tabela Periódica recebeu o nome Mendelévio em sua homenagem. Disponível em: <http://tinyurl.com/oadx3qe>. Acesso em: 31 jul. 2014. (Adapt.) 38 CPS 2015 O elemento químico de número atômico 101 apresenta 15 radioisótopos identificados, entre eles os mais estáveis são: 258Md e 260Md. A diferença entre os radioisótopos mencionados é de A 2 prótons. b 2 elétrons. C 2 nêutrons. 157 nêutrons. 159 nêutrons. 39 UTFPR 2014 O desastre nuclear ocorrido na usina nu- clear de Fukushima I, localizada no Japão, tem sido considerado o maior acidente nuclear da história. De- vido a este acidente, foram detectados vazamentos principalmente de 53I 137 e 55Cs 137 que contaminaram a água próxima da usina. A respeito dessa informação assinale a alternativa correta. A Os elementos iodo e césio apresentam o mesmo número de nêutrons. b Os elementos iodo e césio são isóbaros. C O iodo tem número atômico maior que o césio. A água é uma substância pura simples. O césio tem número de massa maior que o iodo. 40 Cefet-MG 2014 Relacionando-se as características dos elementos químicos enxofre e fósforo, conclui-se que eles são A isótopos. b isóbaros. C isótonos. alótropos. 41 UTFPR 2013 Um elemento químico é formado por áto- mos: A isóbaros entre si. b com números atômicos diferentes. C isótonos entre si. com o mesmo número de nêutrons. com o mesmo número de prótons. 42 Uerj 2013 A descoberta dos isótopos foi de grande im- portância para o conhecimento da estrutura atômica da matéria. Sabe-se, hoje, que os isótopos 54Fe e 56Fe têm, res- pectivamente, 28 e 30 nêutrons. A razão entre as cargas elétricas dos núcleos dos isó- topos 54Fe e 56Fe é igual a: A 0,5 b 1,0 C 1,5 2,0 43 FGV-SP 2012 A tabela seguinte apresenta dados refe- rentes às espécies K, K+, Ca2+ e S2–. Espécie Z Nêutrons K 19 22 K+ 19 22 Ca2+ 20 22 S2– 16 18 Em relação a essas espécies, são feitas as seguintes armações: I. K+ e Ca2+ são isótonos; II. K e Ca2+ são isóbaros; III. K+ tem mais prótons que K; IV. K+ e S2– têm o mesmo número de elétrons.