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QUÍMICA - FRENTE II – FICHA 1 – ESTRUTURA ATÔMICA: MODELOS ATÔMICOS E CONCEITOS BÁSICOS A humanidade tenta explicar a milênios como é a matéria “por dentro” e o que acontece durante as transformações da matéria. Alguns conseguiram realizar experimentos capazes de fundamentar a existência do átomo, e assim o mundo microscópio torna-se menos invisível e através dele é possível explicar todos os tipos de matéria e transformações que vemos diariamente no mundo macroscópico. A tabela abaixo, mostra resumidamente uma linha do tempo com os questionamentos e descobertas em torno do átomo. 500 A.C. (?) Filósofos Hindus Consideravam os átomos como peças que constituíam todas as coisas, e podiam ser de quatro tipos: terra, fogo, água ou ar. Eram redondos e diferiam nas suas propriedades de cor, sabor e odor. 500 A.C- 400 A.C. Demócrito Interpretou os átomos como eternamente não mutáveis e indivisíveis, diferindo-se em seus tamanhos, formas e arranjo espacial. 1803 Dalton Segundo seu modelo, os átomos eram as menores partículas possíveis, indivisíveis e assumiam formas esféricas, que possuíam massa semelhante se fossem do mesmo elemento químico. “Bola de Bilhar” 1897 Joseph John Thomson Através da descoberta do elétron, o modelo de Dalton ficou defasado. Assim, com os estudos de Thomson, um novo modelo foi idealizado: o átomo era uma esfera maciça de carga elétrica positiva incrustada com elétrons. Tornando-se assim eletricamente neutro. “Pudim de Passas” 1913 Rutherford-Bohr Depois de analisar e estudar o átomo de Thomson, Rutherford chegou à conclusão de que o raio do átomo é 10.000 vezes maior que o raio do núcleo chegando a um modelo atômico, chamado modelo planetário do átomo. Pouco depois Bohr o ajustou com eficiência e de forma simples, concluindo que as órbitas permitidas formam os níveis de energia. Modelo Planetário QUÍMICA - FRENTE II – FICHA 1 – ESTRUTURA ATÔMICA: MODELOS ATÔMICOS E CONCEITOS BÁSICOS Estrutura Atômica Figura 1 – Fluxograma da estrutura do átomo. A tabela abaixo apresenta as massas e as cargas elétricas referente as partículas que constituem o átomo. Partícula Massa (u) Carga Elétrica (u.e.c) Elétron 1/1836 -1 Próton 1 +1 Nêutron 1 0 Tabela 1 - massas e as cargas elétricas referente as partículas que constituem o átomo. As unidades utilizadas significam: u → unidade de massa atômica u.e.c. → unidade eletrostática de carga Número atômico (Z): é o número de prótons no núcleo. Um elemento químico é caracterizado por seu número atômico. Número de massa (A): é o número de partículas presentes no núcleo atômico. E a soma do número de nêutrons com o numero atômico: A = Z + n Elemento químico: é o conjunto de átomos com mesmo número atômico (Z). Sua representação é tida por: Cátion: é o íon positivo, ou seja, o átomo que PERDEU ELÉTRONS (nº de prótons > nº de elétrons). Ânion: é o íon negativo, ou seja, o átomo que GANHOU ELÉTRON (nº de prótons < nº de elétrons). Semelhanças Atômicas Isotopia: São ditos isótopos dois ou mais átomos que apresentam o mesmo número atômico e diferem quanto ao número de massa. Trata-se de um fenômeno que envolve átomos de um mesmo elemento. Exemplo: 1H1 , 1H2 e 1H3. Isotonia: São ditos isótonos dois ou mais átomos que apresentam o mesmo número de nêutrons e diferentes números atômicos e números de massa. Exemplo: 17Cl37 e 20Ca40. Isobaria: São ditos isóbaros dois ou mais átomos que apresentam o mesmo número de massa e diferentes números atômicos. Exemplo: 18Ar40 , 19K40 e 20Ca40. Isoeletrônicos: São ditas isoeletrônicas as espécies – átomos ou íons – que apresentam o mesmo número de elétrons. Exemplo: 11Na+, 8O2- e 10Ne20 Exercícios Resolvidos 1 - Um átomo de número atômico Z e número de massa A: a) tem A nêutrons. b) tem A elétrons. c) tem Z prótons. d) tem A – Z nêutrons. e) tem Z elétrons. Resolução: O átomo que possui um número atômico Z e uma massa A, têm A – Z nêutrons. O número de massa é dado por: A = Z + QUÍMICA - FRENTE II – FICHA 1 – ESTRUTURA ATÔMICA: MODELOS ATÔMICOS E CONCEITOS BÁSICOS n, logo n = A – Z, onde A representa a massa e Z, o número de prótons. Portanto a alternativa correta é a D. Exercícios Complementares 1 - (UFMG) Ao resumir as características de cada um dos sucessivos modelos do átomo de hidrogênio, um estudante elaborou o seguinte quadro: O número de ERROS cometidos pelo estudante é: a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 2 - (UFMG - Modificada) Analise este quadro, em que se apresenta o número de prótons, de nêutrons e de elétrons de quatro espécies químicas: Considerando-se as quatro espécies apresentadas, é INCORRETO afirmar que a) I é o cátion H+. b) II tem massa atômica 19. c) III tem massa molar de 23 g / mol. d) IV é um átomo neutro. e) o número atômico do IV é 20. 3 - (PUC - RJ) Assinale a afirmativa correta. a) O nuclídeo Ar40 possui 18 prótons, 18 elétrons e 20 nêutrons. b) Os nuclídeos U238 e U235 são isóbaros. c) Os nuclídeos Ar40 e Ca40 são isótopos. d) Os nuclídeos B11 e C12 são isótonos. e) Os sais solúveis dos elementos da família dos alcalino terrosos formam facilmente, em solução aquosa, cátions com carga 1+. 4 - (UECE) Em relação aos átomos dos elementos X e Y, sabe-se que: X+4 tem 40 elétrons X e Y são isóbaros Y tem número de massa 101 Então o número de nêutrons do átomo X é: a) 44 b) 57 c) 61 d) 65 5 - (UFLA) Um íon de um elemento químico possui 46 elétrons, 62 nêutrons e carga elétrica igual a +1. As alternativas abaixo estão corretas, EXCETO: a) A massa atômica de um isóbaro desse elemento é igual 109. b) O seu número atômico é 45. c) Trata-se de um cátion. d) No seu núcleo existem 109 partículas entre prótons e nêutrons. e) Esse elemento, no estado neutro, possui 5 camadas eletrônicas (K, L, M, N e O) Gabarito: 1 - A; 2 - D; 3 - D; 4 - B; 5 – B.