Estrutura Atômica e Isótopos

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O átomo com núcleo 
Rutherford executou o seguinte experimento:
Uma fonte de partículas foi colocada em frente a abertura de um detector circular.
Quando as partículas  incidem sobre uma lâmina de ouro constata-se:
A descoberta da estrutura atômica
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O átomo com núcleo 
A maioria das partículas  passam direto através da chapa, sem desviar.
Algumas partículas  sofrem desvios pronunciados.
Se o modelo do átomo de Thomson estivesse correto, o resultado de Rutherford seria impossível.
A descoberta da estrutura atômica
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A experiência de Rutherford
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O átomo com núcleo
Para fazer com que a maioria das partículas  passe através de uma lâmina metálica sem sofrer desvio, a maior parte do átomo deve consistir de carga negativa difusa de massa baixa  o elétron.
Para explicar os grandes desvios das partículas , o centro ou núcleo do átomo deve ser pequeno, denso e portador de uma carga positiva. 
A descoberta da estrutura atômica
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O átomo com núcleo
Rutherford modificou o modelo de Thomson da seguinte maneira:
Admitiu que o átomo é esférico e que a carga positiva deve estar localizada no centro deste e ainda que os elétrons orbitam ao redor do núcleo.
A descoberta da estrutura atômica
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O átomo consiste de espécies neutras, positivas e negativas (nêutrons, prótons e elétrons respectivamente). 
Os nêutrons foram descobertos por James Chadwick em 1932.
Levando-se em conta apenas a massa dos prótons e dos elétrons não é possível explicar a massa dos átomos.
As pesquisas sobre radioatividade levaram a descoberta de uma partícula que não sofre ação de campos elétricos.
A descoberta da estrutura atômica
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Os prótons e nêutrons estão localizados no núcleo do átomo, que é pequeno. A maior parte da massa do átomo se deve ao núcleo.
Pode haver um número variável de nêutrons para o mesmo número de prótons. Os isótopos têm o mesmo número de prótons, mas números diferentes de nêutrons.
Os elétrons estão localizados fora do núcleo. Grande parte do volume do átomo se deve aos elétrons. 
A descoberta da estrutura atômica
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A descoberta da estrutura atômica
Vista de um corte transversal através do centro de um átomo. O núcleo o qual contém prótons e nêutrons, é o local onde praticamente toda massa do átomo está concentrada. O resto do átomo é o espaço no qual os elétrons carregados negativamente e mais leves, se localizam.
1A= 10-10
m
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Isótopos, números atômicos e números de massa
Número atômico (Z) = número de prótons no núcleo. Número de massa (A) = número total de núcleons no núcleo (prótons e nêutrons).
Por convenção, para um elemento X, escreve-se ZAX.
 168O: 8 prótons + 8 nêutrons
Os números atômicos são fornecidos na tabela periódica.
A visão moderna da estrutura atômica
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Isótopos, números atômicos e números de massa
Isótopos têm o mesmo Z, porém A é diferente.
					168O: 8 prótons + 8 nêutrons
					178O: 8 prótons + 9 nêutrons
					188O: 8 prótons + 10 nêutrons
A visão moderna da estrutura atômica
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Isótopos, números atômicos e números de massa
Isótopos têm o mesmo Z, porém A é diferente.
		23492U: 92 prótons + 142 nêutrons
		 23592U: 92 prótons + 143 nêutrons
		 23892U: 92 prótons + 146 nêutrons
					
A visão moderna da estrutura atômica
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Isótopos, números atômicos e números de massa
Isótopos têm o mesmo Z, porém A é diferente
	11H: 1 próton 	
	21H: 1 próton + 1 nêutron
		
	31H: 1 próton + 2 nêutrons		 					
A visão moderna da estrutura atômica
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A escala de massa atômica
A massa do 12C é 1,992648 x 10-23 g.
Definimos: a massa de 12C = exatamente 12 u.
Usando unidades de massa atômica:(u)
		
		
1 u = 1,66054 x 10-24 g
1 g = 6,02214 x 1023 u
Pesos atômicos ou massas atômicas
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Massas atômicas médias
A massa atômica relativa: massas médias dos isótopos:
 O C natural: 98,892 % de 12C + 1,107 % de 13C.
Calculamos a massa atômica média multiplicando-se a abundância fracionada de cada isótopo por sua massa atômica e somando-se esses produtos.
A massa média do C: 
(0,9893)(12 u) + (0,0107)(13,00335 u) = 12,01 u
A massa atômica é também conhecida como massa atômica média.
As massas atômicas médias estão relacionadas na tabela periódica.
Pesos atômicos ou massas atômicas
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As massas atômicas médias estão relacionadas na tabela periódica.
O Enxofre é encontrado como uma mistura isotópica composta por: 
 
95,02% de 32S (massa atômica = 31,972 u)
 0,75% de 33S (massa atômica = 32,972 u)
 4,21% de 34S (massa atômica = 33,968 u)
 0,02% de 36S (massa atômica = 35,967 u)
Calcule a massa atômica do enxofre. 
Pesos atômicos ou massas atômicas
Massas atômicas médias
Abundância Isotópica
O Enxofre é encontrado como uma mistura isotópica composta por: 
 
95,02% de 32S (massa atômica = 31,972 u)
 0,75% de 33S (massa atômica = 32,972 u)
 4,21% de 34S (massa atômica = 33,968 u)
 0,02% de 36S (massa atômica = 35,967 u)
Calcule a massa atômica do enxofre:
 (0,9502 x 31,972) +
Pesos atômicos ou massas atômicas
Massas atômicas médias
Abundância Isotópica
O Enxofre é encontrado como uma mistura isotópica composta por: 
 
95,02% de 32S (massa atômica = 31,972 u)
 0,75% de 33S (massa atômica = 32,972 u)
 4,21% de 34S (massa atômica = 33,968 u)
 0,02% de 36S (massa atômica = 35,967 u)
Calcule a massa atômica do enxofre:
 (0,9502 x 31,972) + (0,0075 x 32,972) +
Pesos atômicos ou massas atômicas
Massas atômicas médias
Abundância Isotópica
O Enxofre é encontrado como uma mistura isotópica composta por: 
 
95,02% de 32S (massa atômica = 31,972 u)
 0,75% de 33S (massa atômica = 32,972 u)
 4,21% de 34S (massa atômica = 33,968 u)
 0,02% de 36S (massa atômica = 35,967 u)
Calcule a massa atômica do enxofre:
 (0,9502 x 31,972) + (0,0075 x 32,972) + (0,0421 x 33,968) +
Pesos atômicos
Massas atômicas médias
Abundância Isotópica
O Enxofre é encontrado como uma mistura isotópica composta por: 
 
95,02% de 32S (massa atômica = 31,972 u)
 0,75% de 33S (massa atômica = 32,972 u)
 4,21% de 34S (massa atômica = 33,968 u)
 0,02% de 36S (massa atômica = 35,967 u)
Calcule a massa atômica do enxofre:
 (0,9502 x 31,972) + (0,0075 x 32,972) + (0,0421 x 33,968) +
+ (0,0002 x 35,967)
Pesos atômicos
Massas atômicas médias
Abundância Isotópica
O Enxofre é encontrado como uma mistura isotópica composta por: 
 
95,02% de 32S (massa atômica = 31,972 u)
 0,75% de 33S (massa atômica = 32,972 u)
 4,21% de 34S (massa atômica = 33,968 u)
 0,02% de 36S (massa atômica = 35,967 u)
Calcule a massa atômica do enxofre:
 (0,9502 x 31,972) + (0,0075 x 32,972) + (0,0421 x 33,968) +
+ (0,0002 x 35,967) = 32,06 u
Pesos atômicos
Massas atômicas médias
Abundância Isotópica
O Enxofre é encontrado como uma mistura isotópica composta por: 
 
95,02% de 32S (massa atômica = 31,972 u)
 0,75% de 33S (massa atômica = 32,972 u)
 4,21% de 34S (massa atômica = 33,968 u)
 0,02% de 36S (massa atômica = 35,967 u)
Pesos atômicos
Massas atômicas médias
Abundância Isotópica
(95,02 x 31,972) + (0,75x32,972) + (4,21x33,968) + (0,02x35,967)
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