PV - 3 Série - Livro 1 - Octa Mais-327

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Bohr propôs a existência de sete camadas, ou níveis de 
energia, no átomo de hidrogênio, para explicar a emissão 
de radiação eletromagnética por esse elemento. Observe as 
representações a seguir.
Órbita
Níveis de energia
Núcleo
Elétron
K L M
N O
P Q
Seu modelo atômico ficou conhecido como modelo de 
Rutherford-Bohr, pois preservava as principais características 
do modelo de Rutherford. É importante observar que o mo-
delo de Rutherford-Bohr é esférico, e não plano.
Modelo atômico de Sommerfeld
O avanço tecnológico permitiu que o físico alemão 
Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld, em 1916, ao estudar 
os espectros de emissão de átomos mais complexos que o 
hidrogênio (átomos com maior quantidade de elétrons) com 
um espectroscópio de maior resolução, descobrisse a estru-
tura fina dos espectros de emissão.
Representação do modelo atômico de Bohr.
Estrutura fina de um espectro.
Sommerfeld, para explicar essa multiplicidade das raias 
espectrais, supôs, então, que os níveis de energia estariam 
divididos em regiões menores, chamadas por ele de subníveis 
de energia. O físico propôs que cada nível de energia seria 
formado por uma órbita circular e n–1 órbitas elípticas de 
diferentes excentricidades.
A tabela a seguir demonstra a divisão dos níveis (camadas) 
em subníveis para as quatro primeiras camadas de um átomo.
Órbitas circulares e elípticas para as quatro 
primeiras camadas de um átomo
Primeira camada 
(nível 1) Uma órbita circular.
Segunda camada 
(nível 2)
Uma órbita circular e 
uma órbita elíptica.
Terceira camada 
(nível 3)
Uma órbita circular e 
duas órbitas elípticas.
Quarta camada 
(nível 4)
Uma órbita circular e 
três órbitas elípticas.
 � O modelo atômico atual
Por volta de 1923, começou a se desenhar o modelo 
atômico mais aceito atualmente. As novas descobertas ba-
seiam-se em princípios da Mecânica Quântica, que envolvem 
equações matemáticas avançadas.
O princípio da dualidade partícula-onda
Em 1924, o físico francês Louis de Broglie pensou que, se as 
ondas de luz podem comportar-se como um feixe de partículas, 
talvez as partículas, como os elétrons em movimento, pudes-
sem ter propriedades ondulatórias. De acordo com Broglie, um 
elétron tem comportamento duplo de partícula e onda.
Utilizando a equação de Einstein (E = mc2) e a equação de 
Planck (E = h ⋅ f), Broglie obteve uma equação que associa direta-
mente um comprimento de onda a uma partícula de massa (m).
m → massa
h → constante de Planck
c → velocidade da luz
λ → comprimento de onda
m
h
c
=
⋅λ
Nível 5, formado por uma órbita circular e quatro órbitas 
elípticas.
Modelo representado em corte, semelhante a uma cebola, para 
mostrar as várias camadas que se sucedem.
QUÍMICA – FRENTE 1978
ATIVIDADE 1
O átomo
18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA
Princípio da incerteza de Heisenberg e o conceito de orbital
O físico alemão Werner Heisenberg, em 1926, afirmou que não é possível calcular a posição e a velocidade de um 
elétron num mesmo instante. Isso ocorre porque, ao tentar medir a velocidade ou a posição de um elétron, provoca-se 
uma perturbação no sistema. O elétron é tão pequeno que, se tentássemos determinar sua posição ou velocidade, o 
próprio instrumento de medição alteraria essas determinações.
Essa dificuldade de se prever a posição exata de um elétron na eletrosfera fez com que o cientista Erwin Schrödinger, 
utilizando cálculos matemáticos, deduzisse a equação ondulatória do elétron e, a partir dessa equação, determinasse a região 
mais provável de se encontrar um elétron. Essa região recebeu o nome de orbital. Na prática, o orbital é representado por uma 
figura geométrica, que contém a região do espaço onde existe maior probabilidade de encontrar o elétron.
Se marcarmos cada ponto (calculado matematicamente) de uma região tridimensional em que haja grande probabilidade 
de se encontrar um elétron de determinado subnível, acabaremos traçando a forma geométrica do orbital desse elétron. O 
orbital s apresenta forma esférica, conforme mostra a representação a seguir.
z
y
x
Os orbitais p (são três em cada subnível) apresentam forma geométrica de duas esferas achatadas até o ponto de con-
tato (núcleo), e cada um desses orbitais está orientado segundo um dos eixos de um espaço tridimensional (x, y ou z), como 
mostrado a seguir.
Orbital px Orbital py Orbital pz
z z z
x
x x
y
y y
Também é bastante comum encontrarmos o orbital p retratado no formato de duplo ovoide, como mostrado a seguir, pois 
permite visualizar o desenho da interpolação com outro orbital mais facilmente.
Z
X
Y px
Z
X
Y
pz
Z
X
Y py
Z
X
Núcleo
atômico
Y
Existem outros orbitais, porém, neste momento, eles não serão apresentados. É importante salientar que o orbital é uma 
região imaginária, ou seja, não é delimitado por uma fronteira física.
Orbital s, cujo raio depende do subnível em que se encontra o elétron.
Forma geométrica dos orbitais p.
 Orbital p representado no formato de duplo ovoide.
QUÍMICA – FRENTE 1
ATIVIDADE 1
O átomo
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1 Considere as seguintes afirmações a respeito do experimen-
to de Rutherford e do modelo atômico de Rutherford-Bohr.
I. A maior parte do volume do átomo é constituída pelo 
núcleo denso e positivo.
II. Os elétrons movimentam-se em órbitas estacionárias ao 
redor do núcleo.
III. O elétron, ao pular de uma órbita mais externa para 
uma mais interna, emite uma quantidade de energia 
bem definida.
Quais estão corretas?
A Apenas I.
B Apenas II.
C Apenas III.
D Apenas II e III.
E I, II e III.
2 Em 1911, o cientista Ernest Rutherford realizou um expe-
rimento que consistiu em bombardear uma finíssima lâmina 
de ouro com partículas α emitidas por um elemento radioa-
tivo e observou que:
 − a grande maioria das partículas atravessava a lâmina 
de ouro sem sofrer desvios, ou sofrendo desvios muito 
pequenos.
 − uma em cada dez mil partículas α era desviada para um 
ângulo maior do que 90°.
Com base nas observações anteriores, Rutherford pôde 
chegar à seguinte conclusão quanto à estrutura do átomo:
A O átomo é maciço e eletricamente neutro.
B A carga elétrica do elétron é negativa e puntiforme.
C O ouro é radioativo e um bom condutor de corrente 
elétrica.
D O núcleo do átomo é pequeno e contém a maior parte 
da massa.
O princípio da exclusão de Pauli
Em 1925, Wolfgang Pauli, físico austríaco, estabeleceu 
que dois elétrons pertencentes ao mesmo átomo não podem 
ter as mesmas características mecânicas e magnéticas. Isso 
ocorre porque o elétron executa um movimento de rotação 
em torno de seu próprio eixo, denominado spin. Esse mo-
vimento produz um campo magnético e, dessa forma, dois 
elétrons somente poderão ocupar o mesmo orbital caso es-
tejam girando em sentidos contrários, pois a repulsão elétri-
ca entre eles será compensada pela atração magnética.
Dessa forma, no modelo atual, cada elétron de um átomo 
pode ser descrito por quatro características: o nível de ener-
gia; o subnível de energia; o orbital que ocupa; e o sentido de 
rotação sobre o próprio eixo. Cada uma dessas características 
está associada a um número. Esses quatro números são cha-
mados números quânticos e serão estudados mais à frente. Representação esquemática do spin.
Repulsão elétrica
Atração magné�ca
N
S
S
N
3 Os diversos modelos para o átomo diferem quanto às 
suas potencialidades para explicar fenômenos e resultados 
experimentais.
Em todas as alternativas, o modelo atômico está corretamen-
te associado a um resultado experimental que ele pode ex-
plicar, exceto em:
A O modelo de Rutherford explica por que algumas partí-
culas alfa não conseguem atravessar uma lâmina metáli-
ca fina e sofrem fortes desvios.
B O modelo de Thomson explica por que a dissoluçãode 
cloreto de sódio em água produz uma solução que con-
duz eletricidade.
C O modelo de Dalton explica por que um gás, submetido 
a uma grande diferença de potencial elétrico, torna-se 
condutor de eletricidade.
D O modelo de Dalton explica por que a proporção em 
massa dos elementos de um composto é definida.
4 Segundo Chang e Goldsby, o movimento quantizado de 
um elétron de um estado de energia para outro é análogo 
ao movimento de uma bola de tênis subindo ou descendo 
degraus. A bola pode estar em qualquer degrau, mas não 
entre degraus. Essa analogia se aplica ao modelo atômico 
proposto por
A Sommerfeld.
B Rutherford.
C Heinsenberg.
D Bohr.
QUÍMICA – FRENTE 1980
ATIVIDADE 1
O átomo
18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA
1 Considere as seguintes afirmações a respeito do experimen-
to de Rutherford e do modelo atômico de Rutherford-Bohr.
I. A maior parte do volume do átomo é constituída pelo 
núcleo denso e positivo.
II. Os elétrons movimentam-se em órbitas estacionárias ao 
redor do núcleo.
III. O elétron, ao pular de uma órbita mais externa para 
uma mais interna, emite uma quantidade de energia 
bem definida.
Quais estão corretas?
A Apenas I.
B Apenas II.
C Apenas III.
D Apenas II e III.
E I, II e III.
2 Em 1911, o cientista Ernest Rutherford realizou um expe-
rimento que consistiu em bombardear uma finíssima lâmina 
de ouro com partículas α emitidas por um elemento radioa-
tivo e observou que:
 − a grande maioria das partículas atravessava a lâmina 
de ouro sem sofrer desvios, ou sofrendo desvios muito 
pequenos.
 − uma em cada dez mil partículas α era desviada para um 
ângulo maior do que 90°.
Com base nas observações anteriores, Rutherford pôde 
chegar à seguinte conclusão quanto à estrutura do átomo:
A O átomo é maciço e eletricamente neutro.
B A carga elétrica do elétron é negativa e puntiforme.
C O ouro é radioativo e um bom condutor de corrente 
elétrica.
D O núcleo do átomo é pequeno e contém a maior parte 
da massa.
O princípio da exclusão de Pauli
Em 1925, Wolfgang Pauli, físico austríaco, estabeleceu 
que dois elétrons pertencentes ao mesmo átomo não podem 
ter as mesmas características mecânicas e magnéticas. Isso 
ocorre porque o elétron executa um movimento de rotação 
em torno de seu próprio eixo, denominado spin. Esse mo-
vimento produz um campo magnético e, dessa forma, dois 
elétrons somente poderão ocupar o mesmo orbital caso es-
tejam girando em sentidos contrários, pois a repulsão elétri-
ca entre eles será compensada pela atração magnética.
Dessa forma, no modelo atual, cada elétron de um átomo 
pode ser descrito por quatro características: o nível de ener-
gia; o subnível de energia; o orbital que ocupa; e o sentido de 
rotação sobre o próprio eixo. Cada uma dessas características 
está associada a um número. Esses quatro números são cha-
mados números quânticos e serão estudados mais à frente. Representação esquemática do spin.
Repulsão elétrica
Atração magné�ca
N
S
S
N
3 Os diversos modelos para o átomo diferem quanto às 
suas potencialidades para explicar fenômenos e resultados 
experimentais.
Em todas as alternativas, o modelo atômico está corretamen-
te associado a um resultado experimental que ele pode ex-
plicar, exceto em:
A O modelo de Rutherford explica por que algumas partí-
culas alfa não conseguem atravessar uma lâmina metáli-
ca fina e sofrem fortes desvios.
B O modelo de Thomson explica por que a dissolução de 
cloreto de sódio em água produz uma solução que con-
duz eletricidade.
C O modelo de Dalton explica por que um gás, submetido 
a uma grande diferença de potencial elétrico, torna-se 
condutor de eletricidade.
D O modelo de Dalton explica por que a proporção em 
massa dos elementos de um composto é definida.
4 Segundo Chang e Goldsby, o movimento quantizado de 
um elétron de um estado de energia para outro é análogo 
ao movimento de uma bola de tênis subindo ou descendo 
degraus. A bola pode estar em qualquer degrau, mas não 
entre degraus. Essa analogia se aplica ao modelo atômico 
proposto por
A Sommerfeld.
B Rutherford.
C Heinsenberg.
D Bohr.
QUÍMICA – FRENTE 1980
ATIVIDADE 1
O átomo
18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA
5 O “brilho” das placas de trânsito, quando recebem luz dos 
faróis dos carros no período da noite, pode ser compreendi-
do pelo efeito da luminescência. Sem esse efeito, teríamos 
dificuldade de visualizar a informação das placas no período 
noturno, o que acarretaria possíveis acidentes de trânsito.
Esse efeito, conhecido como 
A fosforescência, pode ser explicado pela quantização de 
energia dos elétrons e seu retorno ao estado mais ener-
gético, conforme o Modelo Atômico de Rutherford.
B bioluminescência, pode ser explicado pela mudança de 
nível energético dos elétrons e seu retorno ao nível me-
nos energético, conforme o Modelo de Rutherford-Bohr.
C fluorescência, pode ser explicado pela excitação dos elé-
trons e seu retorno ao estado menos energético, confor-
me o Modelo Atômico de Bohr.
D luminescência, pode ser explicado pela produção de luz 
por meio da excitação dos elétrons, conforme o Modelo 
Atômico de Thomson.
 Texto para a questão 6.
No interior do tubo da lâmpada fluorescente existem 
átomos de argônio e átomos de mercúrio. Quando a lâmpa-
da está em funcionamento, os átomos de Ar ionizados cho-
cam-se com os átomos de Hg. A cada choque, o átomo de 
Hg recebe determinada quantidade de energia que faz com 
que seus elétrons passem de um nível de energia para outro, 
afastando-se do núcleo. Ao retornar ao seu nível de origem, 
os elétrons do átomo de Hg emitem grande quantidade de 
energia na forma de radiação ultravioleta. Esses raios não 
são visíveis, porém eles excitam os elétrons do átomo de P 
presente na lateral do tubo, que absorvem energia e emitem 
luz visível para o ambiente.
6 O modelo atômico capaz de explicar o funcionamento da 
lâmpada fluorescente é:
A modelo de Dalton.
B modelo de Thomson.
C modelo de Rutherford.
D modelo de Bohr.
7 Muitas informações veiculadas na internet contêm erros 
científicos. Um exemplo disso pode ser verificado em de-
terminado blog sobre o ensino de química cujo conteúdo é 
transcrito a seguir:
Modelos Atômicos
Os modelos atômicos são diferentes ideias, que surgiram du-
rante o desenvolvimento da história da ciência, na tentati-
va de explicar a composição íntima da matéria. O primeiro 
modelo atômico da era moderna foi proposto por John Dalton, 
que considerava os átomos como esferas maciças e indivisíveis. 
A descoberta dos elétrons, partículas subatômicas de carga 
elétrica positiva, fez os cientistas provarem que o átomo era 
divisível, abrindo espaço para uma nova ideia, um modelo 
que ficou conhecido como pudim de passas, atribuído ao 
físico Ernest Rutherford. Esse modelo durou alguns anos, 
até que o cientista Niels Böhr propôs um modelo no qual 
os elétrons giravam ao redor de um núcleo com energia 
variável, ao percorrer uma órbita fixa. A partir desses elé-
trons, os átomos poderiam se unir para formar compostos 
em um fenômeno conhecido como ligação química, que 
ocorria em busca de aumentar a energia do sistema e com 
isso adquirir estabilidade.
Quantos erros científicos são encontrados no texto?
A Um
B Dois
C Três
D Quatro
E Cinco
8 Ao resumir as características de cada um dos sucessivos 
modelos do átomo de hidrogênio, um estudante elaborou o 
seguinte resumo:
MODELO ATÔMICO: Dalton
CARACTERÍSTICAS: átomos maciços e indivisíveis.
MODELO ATÔMICO: Thomson
CARACTERÍSTICAS: elétron, de carga negativa, incrustado em 
uma esfera de carga positiva. A carga positiva está distribuí-
da, homogeneamente, por toda a esfera.
MODELO ATÔMICO: Rutherford
CARACTERÍSTICAS: elétron, de carga negativa, em órbita em 
torno de um núcleo central, de carga positiva.Não há restri-
ção quanto aos valores dos raios das órbitas e das energias 
do elétron.
MODELO ATÔMICO: Bohr
CARACTERÍSTICAS: elétron, de carga negativa, em órbita em tor-
no de um núcleo central, de carga positiva. Apenas certos valo-
res dos raios das órbitas e das energias do elétron são possíveis.
O número de erros cometidos pelo estudante é:
A 0
B 1
C 2
D 3
QUÍMICA – FRENTE 1
ATIVIDADE 1
O átomo
981
18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA