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AULA: Tema 2. Primeiros modelos de
constituição da matéria
Temática 1. Primeiras idéias ou
modelos sobre a constituição da
matéria
Aluno: Douglas Tarciano Zimmermann
GURUPI
TO
1. Como se chegam a cores diferentes nos fogos de artifício?
2. Como é possível usar o luminol em investigações criminais?
3. Do que são compostas as substâncias?
PROBLEMAS QUE BUSCAMOS RESPONDER:
• LEUCIPO E DEMÓCRITO – 470 a.C.
(FILÓSOFOS)
 propuseram idéias filosóficas a respeito dos 
Átomos;
 átomo: menor porção ou partícula de qualquer
classe de substância;
 átomo indivisível
• Propuseram o nome ÁTOMO para a partícula
fundamental da matéria
• A matéria é descontínua e formada por partículas 
indivisíveis os átomos.
(A = não ; tomo = parte).
ÁTOMO = não + divisível
• Modelo baseado apenas na intuição e na lógica. 
1. PRIMÓRDIOS SOBRE A CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA
O átomo é a partícula fundamental que constitui a matéria, ou seja, tudo aquilo que
tem massa e volume.
A estrutura do átomo é composta por três partículas fundamentais: 
• prótons (com carga positiva);
• nêutrons (partículas neutras); 
* elétrons (com carga negativa).
2. UM POUCO SOBRE OS ÁTOMOS 
Toda matéria é formada de átomos, sendo
que cada elemento químico possui átomos
diferentes.
O elétron é uma partícula subatômica que circunda o núcleo atômico, com carga
negativa (-1).
Os elétrons dos átomos giram em órbitas específicas e de níveis energéticos bem
definidos. Sempre que um elétron muda de órbita, um pacote de energia é emitido ou
absorvido.
Um próton na presença de outro próton se repele, o mesmo ocorre com os elétrons,
mas entre um próton e um elétron existe uma força de atração.
Dessa maneira atribui-se ao próton e ao elétron uma propriedade física denominada
carga elétrica.
2. UM POUCO SOBRE OS ÁTOMOS 
O elétron foi descoberto pelo físico J.J.
Thomson em 1897 durante seus
experimentos com tubos de raios
catódicos.
https://www.todamateria.com.br/eletron/
• Prótons - Foi descrito pelo cientista neozelandês Ernest Rutherford, em 1919.
• O próton é uma partícula fundamental na estrutura atômica, que apresenta carga
positiva (+1). Juntamente com os nêutrons, forma todos os núcleos atômicos, exceto
para o hidrogênio, onde o núcleo é formado de um único próton.
• O que caracteriza um elemento é o número de prótons do átomo, conhecido como
número atômico do elemento. É representado pela letra (Z).
• O número de massa, representado pela letra (A), de um átomo é a soma das
massas dos prótons e nêutrons. Como a massa do elétron é muito pequena (tem
cerca de 1/1836 da massa do próton), ela não é considerada.
• O número da massa (A) do átomo é formado pela soma do número atômico (Z)
com o número de nêutrons (N), ou seja, A = Z + N.
2. UM POUCO SOBRE OS ÁTOMOS 
Ernest Rutherford
https://www.todamateria.com.br/proton/
O nêutron são partículas neutras que fazem parte do núcleo na estrutura atômica dos
átomos, juntamente com os prótons. Ele tem massa, mas não tem carga. A massa é
muito parecida com a do próton, cerca de 1,67 x 10-24 g.
Para se calcular a quantidade de nêutrons que um átomo possui basta fazer a
subtração entre o número de massa (A) e o número atômico (Z).
2. UM POUCO SOBRE OS ÁTOMOS 
O físico inglês James
Chadwick (1891-1974) descobriu
o nêutron em 1932. Chadwick
recebeu o prêmio Nobel de física
em 1935 por essa descoberta
.
3.1 MODELO ATÔMICO DE DALTON (1803)
O átomo caracterizado como uma esfera maciça, indivisível e indestrutível e Sem 
carga elétrica;
• Baseado nas “Leis Ponderais” - Lei de Lavoisier e Lei de Proust
a) Explicação da Lei de Lavoisier
Dalton explicou que a Lei de Lavoisier, também conhecida como Lei da Conservação da
Massa, é uma consequência do fato de que os átomos não são criados ou destruídos
em reações químicas.
b) Explicação da Lei de Proust
Dalton explicou a Lei de Proust, também conhecida como Lei das Proporções
Constantes, em nível microscópico. Ele propôs que a proporção de átomos é constante,
o que implica que a proporção em massa também é constante.
As leis ponderais são um conjunto de leis que ajudam a compreender o equilíbrio
de uma equação química.
Elas relacionam as massas, quantidades e proporções dos elementos químicos nas
reações químicas.
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS 
3.1 MODELO ATÔMICO DE DALTON (1808)
John Dalton propôs um modelo de átomo onde pregava as seguintes idéias:
• toda matéria é composta por átomos;
• os átomos são indivisíveis;
• os átomos não se transformam uns nos outros;
• os átomos não podem ser criados nem destruídos;
• os elementos químicos são formados por átomos simples;
• Os átomos do mesmo elemento são iguais entre si – têm a
mesma massa.
• Ficou conhecido como modelo bola de bilhar.
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS 
Jonh Dalton
.
3. 2 MODELO ATÔMICO DE THOMSON
(pudim de passas)
átomo: partícula maciça, mas não indivisível;
esfera gelatinosa com os elétrons incrustrados;
neutralizando a carga positiva do núcleo, formando um conjunto eletricamente neutro;
descoberta do elétron.
a existência de partículas subatômicas. 
O átomo seria uma esfera de massa positiva incrustada 
de cargas negativas formando um conjunto eletricamente 
neutro, semelhante a um “pudim de passas”
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS 
Joseph John 
Thomson
3.3 MODELO ATÔMICO DE ERNEST RUTHERFORD 1911 (conhecido como 
Sistema Planetário) 
Descreve o átomo como um sistema solar, com um núcleo carregado positivamente e 
elétrons orbitando ao redor dele. 
O modelo atômico de Rutherford trouxe a compreensão do núcleo atômico e da 
disposição dos elétrons em torno desse núcleo.
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS –
3.3 MODELO ATÔMICO DE ERNEST RUTHERFORD 1911 (conhecido como 
Sistema Planetário)
1- O átomo é formado por grandes espaços vazios, tendo em vista que a maioria das 
partículas atravessaram a lâmina sem sofrer desvios.
2- O átomo é formado por duas regiões distintas: o núcleo e a eletrosfera.
3 - As partículas positivas do átomo estão concentradas numa região
extremamente pequena (núcleo).
4 - As cargas negativas estão dispersas numa região periférica
cerca de 104 a 105 vezes maior que o núcleo do átomo eletrosfe-
ra).
5 – Os elétrons giram ao redor do núcleo em órbitas circulares.
6 – Ficou conhecido como modelo do sistema planetário 
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS 
Ernest Rutherford
.
3.4 MODELO ATÔMICO DE BOHR – 1913 (NIELS BÖHR ) OU DE RUTHERFORD-
BOHR)
1 - Os elétrons giram ao redor do núcleo em órbitas circulares de modo a ter uma 
energia constante.(órbitas estacionárias).
2 - Os elétrons estão situados em níveis ou camadas onde cada nível possui um valor 
determinado de energia. 
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS 
A energia do elétron aumenta à medida que ele se afasta 
do núcleo;
NIELSS BOHR
.
3. 4 MODELO ATÔMICO DE BOHR – 1913 (NIELS BÖHR ) OU DE RUTHERFORD-
BOHR)
3 - Um elétron ao absorver energia fica excitado e salta para uma camada
posterior, só que a tendência natural deste elétron é voltar para a sua
camada de origem devolvendo toda a energia que recebeu em forma de luz
radiante (luz visível).
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS –
3.4 MODELO ATÔMICO DE BOHR – 1913 (NIELS BÖHR ) OU DE RUTHERFORD-
BOHR)
A teoria do físico dinamarquês Niels Bohr estabeleceu as seguintes concepções
atômicas:
• Os elétrons que giram ao redor do núcleo não giram ao acaso, mas descrevem
órbitas determinadas.
• O átomo é incrivelmente pequeno, mesmo assim a maior parte do átomo é espaço
vazio. O diâmetro do núcleo atômico é cerca de cem mil vezes menor que o átomo
todo. Os elétrons giram tão depressa que parecem tomar todo o espaço.
• Quando a eletricidade passa através do átomo, o elétron pula para a órbita maior e
seguinte, voltando depois à sua órbita usual.
• Quando os elétrons saltam de uma órbita para a outra resulta luz. Bohr conseguiu
prever os comprimentos de onda a partir da constituição do átomo e do salto dos
elétrons de uma órbita para a outra.3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS 
3.4 MODELO ATÔMICO DE BOHR – 1913 (NIELS BÖHR ) OU DE RUTHERFORD-
BOHR)
Aplicações da teoria
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS –
Teste de chama
Cor dos fotos de 
artificio – explicação 
detalhada infra.
3.4 MODELO ATÔMICO DE BOHR – 1913 (NIELS BÖHR ) OU DE RUTHERFORD-
BOHR)
Aplicações da teoria
Cor dos fogos de artificio
A cor dos fogos de artifício é alcançada através de substâncias químicas específicas
que, ao serem queimadas, emitem diferentes cores.
Isso acontece porque os átomos dessas substâncias absorvem energia e, quando
passam de um estado excitado para o estado fundamental, liberam essa energia na
forma de luz de diferentes comprimentos de onda, que percebemos como cores.
Por exemplo, o lítio produz uma cor vermelha, enquanto o sódio gera uma cor
amarela.
Tal principio se usa também para lâmpadas de cores diversas, pulseiras coloridas,
para o luminol etc.
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS 
3.4 MODELO ATÔMICO DE BOHR – 1913 (NIELS BÖHR ) OU DE RUTHERFORD-
BOHR)
Aplicações da teoria
Como funciona
O luminol é misturado com água oxigenada e borrifado no local onde se suspeita da
presença de sangue. Quando entra em contato com o ferro da hemoglobina, o
luminol reage e emite uma luz azul, que pode ser fotografada.
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS 
O luminol é uma substância química que
pode ser usada em investigações
policiais para identificar vestígios de
sangue em cenas de crime:
3.5 MODELO ATÔMICO DE SOMMERFELD - 1916
As principais características do modelo atômico de Sommerfeld são:
• As órbitas dos elétrons são elípticas, e não circulares, como no modelo de Bohr com
exceção da primeira órbita que é circular e as demais são elípticas .
• Os elétrons de um mesmo nível ocupam órbitas de trajetórias diferentes, que são
chamadas de subníveis.
• Os subníveis de energia explicam a existência de espectros compostos por linhas
justapostas.
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS –
Os elétrons estão localizados em
subníveis eletrônicos: s, p, d, f.
3.6 MODELO ATÔMICO ATUAL OU MODELO PROBABILÍSTICO PARA O 
ELÉTRON OU MODELO DE SCHRÖDINGER
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS 
Nasceu da teoria da mecânica ondulatória proposta
por Erwin Schrodinger.
Para Schrodinger, os átomos possuíam regiões
prováveis de existência dos elétrons, o que ele
chamou de orbitais eletrônicos.
O orbital é uma zona de máxima probabilidade de se
encontrar um elétron. Isso porque, segundo modelos
matemáticos, seria impossível definir o local exato e
velocidade de movimento dessa partícula subatômica.
Através de funções matemáticas, conhecidas
por funções ondulatórias, o cientista obteve
resultados consideráveis, o que rendeu a ele o prêmio
Nobel em 1933.
.
Erwin Schorodinger
.
3.6 MODELO ATÔMICO ATUAL OU MODELO PROBABILÍSTICO PARA O ELÉTRON 
OU MODELO DE SCHRÖDINGER
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS 
Dois princípios são importantes.
1. O princípio da incerteza de Heisenberg contribuiu para
a formulação desse modelo atômico. O princípio diz: é
impossível definir a posição e velocidade exatas de um
elétron num mesmo instante.
Esse fato se dá, pois os elétrons possuem comportamento
de onda-partícula, ou seja, ora se comportam como onda,
ora como partícula.
Baseado nisso, o cientista definiu o estado de maior
concentração de elétrons no orbital como sendo a nuvem
eletrônica do átomo.
Essa descoberta foi importantíssima para a melhor
compreensão das propriedades químicas e físicas dos
átomos.
Heisenberg, Nobel 
de
Física de 1932.
.
3.6 MODELO ATÔMICO ATUAL OU MODELO PROBABILÍSTICO PARA O ELÉTRON
OU MODELO DE SCHRÖDINGER
•
3. MODELOS ATÔMICOS MODERNOS –
2. Princípio da Dualidade da matéria de Louis de Broglie
►O elétron apresenta característica DUAL, ou
seja, comporta-se como matéria e energia,
sendo portanto, uma partícula-onda.
► A rota de um elétron é incerta e imprecisa.
Louis de Broglie,
Nobel de Física de
1929.
.
Graças a pesquisa conseguimos chegar ao atual estágio de desenvolvimento sobre o
constituição da matéria.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Diversas são as utilidades práticas para a matéria aqui estudada, inclusive
respondendo as perguntas problematizadas no inicio desta aula:
1. Sendo que a cor dos fogos de artifício é alcançada através de substâncias
químicas específicas que, ao serem queimadas, emitem diferentes cores ex. o lítio
produz uma cor vermelha, enquanto o sódio gera uma cor amarela.
2. O luminol pode ajudar em investigações criminais porque, quando entra em contato
com o ferro da hemoglobina, o luminol reage e emite uma luz azul, que pode ser
fotografada, ajudando a evidenciar se ouve uma morte violenta, onde está ocorreu.
3. Vimos que tudo no universo é formado por átomos (composto por elétron, nêutron e
próton), e que para explicar está interação diversas teorias foram criadas desde a
antiguidade e hoje temos como mais aceito o Modelo Probabilístico para o Elétron ou
Modelo de Schrödinger.
AMINO, Pedro. 5 Curiosidades sobre os átomos. Disponível em:
https://aminoapps.com/c/ciencias-geografia-hist/page/blog/5-curiosidades-sobre-os-
atomos/4YkN_lRuYuoE3oM2B7JnVB0Z8JaJK5jZE7 . Acesso em 16 de novembro de
2024.
BATISTA, Carolina. O que é átomo. Disponível em:
https://www.todamateria.com.br/atomo/. Acesso em 16 de novembro de 2024.
BATISTA, Carolina. Modelos atômicos. Disponível em:
https://www.todamateria.com.br/modelos-atomicos/. Acesso em 16 de novembro de
2024.
CAMARGO, Zezé Di; CARMAGO, Luciano. Zezé Di Camargo & Luciano - Átomos
(Áudio Oficial). Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=LZSjy89lFyU. Acesso
em 16 de novembro de 2024.
KISHIMOTO, T. (2018). Metodologias Ativas na Educação Superior. São Paulo:
Pioneira.
JÚNIOR, Luiz. Paródia Modelos Atômicos - Dalton à Rutherford. Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?v=Kw_-54FNccM. Acesso em 16 de novembro de
2024.
REFERÊNCIAS
https://aminoapps.com/c/ciencias-geografia-hist/page/blog/5-curiosidades-sobre-os-atomos/4YkN_lRuYuoE3oM2B7JnVB0Z8JaJK5jZE7
https://www.todamateria.com.br/atomo/
https://www.todamateria.com.br/modelos-atomicos/
https://www.youtube.com/watch?v=LZSjy89lFyU
https://www.youtube.com/watch?v=Kw_-54FNccM
NOVAIS, Stéfano Araújo. "Modelo atômico de Schrödinger"; Brasil Escola. Disponível
em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/modelo-atomico-de-schrodinger.htm. Acesso
em 16 de novembro de 2024.
NOVAIS, Stéfano Araújo. "O que é átomo?"; Brasil Escola. Disponível em:
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-atomo.htm . Acesso em 17 de
novembro de 2024.
SITE COLORADO. Disponível em: https://phet.colorado.edu/en/simulations/atomic-
interactions. Acesso em 16 de novembro de 2024.
TETECUABA. Resumindo: O que são átomos?. Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?v=XFk25-mNAmw&t=9s. Acesso em 16 de novembro
de 2024.
ZIMMERMANN, Douglas Tarciano. Padlet sobre primeiras idéias e modelos sobre a
constituição da matéria. 2024. Disponível em:
https://padlet.com/douglaszimmermann2013/aluno-douglas-tarciano-zimmermann-
estudante-da-universidade--2qa8lt87szxacc5s. Elaborado em 14 de novembro de 2024.
Acesso em 17 de novembro de 2024.
.
REFERÊNCIAS
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/modelo-atomico-de-schrodinger.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-atomo.htm
https://phet.colorado.edu/en/simulations/atomic-interactions
https://www.youtube.com/watch?v=XFk25-mNAmw&t=9s
https://padlet.com/douglaszimmermann2013/aluno-douglas-tarciano-zimmermann-estudante-da-universidade--2qa8lt87szxacc5s