Química 1 Bimestre

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PASSADO ALGUM TEMPO...
Em algum dia e lugar, o homem primitivo dominou uma das mais importantes reações químicas, a combustão. A 
química, então, começou a trabalhar por nossos antepassados.
1. Liste algumas formas de utilização do fogo.
2. Com os colegas e o professor, elabore um conceito de combustão.
Combustão é a reação química de substâncias com o oxigênio, iniciada por chama, faísca ou espontaneamente. 
Orientação ao professor — Leve os alunos a refletirem sobre como a utilização do fogo alterou o curso da história humana.
Iluminação; fundição de metais; aquecimento de ambientes; preparo de alimentos; destilação de líquidos.
Orientação ao profes-
sor — Converse com 
seus alunos sobre a 
busca da humanidade 
por melhorar suas con-
dições de vida, e como 
ainda hoje a ciência em 
geral e a química coo-
peram para isso. Bus-
que abordar o tema de 
forma interdisciplinar, 
lembrando da geogra-
fia (a humanidade alte-
rando o espaço em que 
vive) e da história, por 
exemplo.
O projeto O papel do 
químico na socieda-
de refere-se a esse 
capítulo. 
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Estudo da química
Química é a ciência da matéria e das mudanças que 
ela sofre, abrangendo, portanto, todo o mundo material 
que nos rodeia — as pedras, a comida que alimenta nosso 
corpo, o silício que entra na composição dos computa-
dores. Nenhum material fica fora do alcance da química, 
vivo ou morto, vegetal ou mineral, na Terra ou em alguma 
estrela distante. Em outras palavras, o objeto de estudo 
da química é o Universo em que vivemos, formado por 
uma infinidade de diferentes espécies de matéria e muita 
energia radiante.
Energia é tudo que pode transformar a matéria — luz, 
eletricidade, calor. 
Pelas reações químicas, a química pode transformar a 
matéria, criando remédios, vacinas, produzindo mais e me-
lhores alimentos, enfim, aperfeiçoando as condições de vida 
dos seres humanos.
Matéria é tudo que tem massa e ocupa lugar no espa-
ço — água, ar, pedras, ferro, sal, clorofila.
A química é também um agente de mudança social; 
contribui para melhorar a vida das pessoas, pois aperfeiçoa 
a capacidade de o homem interagir com o ambiente, 
sem agredi-lo.
1. Compare as ilustrações a seguir.
a) Liste algumas substâncias que aparecem nas figu-
ras. Pesquise como se formaram e construa em seu 
caderno uma tabela com essas informações.
b) Ainda em relação às figuras, relacione alguns 
aspectos em que a química modificou a qualidade 
de vida do ser humano.
c) Discuta com os colegas as maneiras de resolver 
ou minimizar o problema da poluição. Registre 
em cartaz as propostas de sua turma. Divulgue-as 
na escola.
2. Na embalagem de cada produto alimentício existem 
informações sobre todas as substâncias que o com-
põem. Os conservantes estão incluídos para evitar que 
o produto estrague. 
Determinados con-
servantes não são 
recomendados em 
alguns países por 
suspeita de causa-
rem câncer. Faça 
uma pesquisa em 
revistas, l ivros di-
dáticos, na internet, 
para responder às 
questões.
 a) Como os alimentos são conservados?
b) Que efeitos os conservantes podem provocar em 
nosso organismo?
Orientação ao pro-
fessor — Defina 
substância. As infor-
mações pesquisadas 
sobre como a neve, a 
água dos rios, o ar e as 
nuvens se formam re-
metem ao estudo dos 
ciclos biogeoquímicos, 
ecologia e também ao 
conhecimento sobre 
solidificação e evapo-
ração. Alguns alunos 
poderão questionar a 
formação de poluen-
tes atmosféricos.
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 a) Como ocorrem os avanços tecnológicos?
b) Se fôssemos impedidos de utilizar os recursos 
tecnológicos, como seria nossa vida? Quais as 
vantagens e as desvantagens disso?
3. Reflita sobre os recursos tecnológicos que você uti-
liza cotidianamente. Depois, discuta com os colegas os 
seguintes aspectos e registre as conclusões.
Histórico da química
O estudo da matéria e suas 
transformações é feito pela química, 
ciência que, apesar de ter nascido há 
cerca de 340 anos, estuda processos 
químicos que sempre existiram.
Há 30 mil anos surgiu o Homo 
sapiens sapiens. Desde então, o ser 
humano está aprendendo a utilizar e 
a transformar as coisas da natureza: 
trabalhou o barro produzindo a ce-
râmica; manipulou as fibras do linho 
e teceu vestimentas; usou o cobre e 
obteve o bronze em 3000 a.C.; da areia 
fabricou o vidro; nos últimos quatro 
milênios, usou a fermentação para 
produzir bebidas e pão; descobriu os 
corantes e tingiu os tecidos; desde 
2000 a.C. usou o ferro e fabricou ar-
mas e ferramentas. Pouco antes da 
Era Cristã, os egípcios já preparavam 
cosméticos e Cleópatra pintava os 
olhos com produtos químicos. Ape-
sar de utilizar a química, o homem 
somente procurava explicações no 
misticismo. Quase tudo era justificado 
Forme equipe para tra-
balhar o item sorteado 
sobre o histórico da química — ato-
mistas, alquimistas, química experi-
mental, química moderna. Recorram 
à melhor forma de apresentar esse 
conteúdo aos colegas. Se neces-
sário, pesquisem informações em 
livros, internet, jornais.
pela vontade divina e pelos fenôme-
nos sobrenaturais.
ATOMISTAS
Aproximadamente em 400 a.C., 
Demócrito, discípulo de Leucipo, ra-
ciocinando sobre a natureza íntima 
dos corpos existentes no Universo, 
chegou à conclusão de que toda 
matéria seria formada por partículas 
tão minúsculas que nada menor po-
deria existir. O nome átomo surgiu 
como resultado do raciocínio lógico 
desses filósofos, denominados ato-
mistas. Outros filósofos, no entanto, 
discordavam dessa idéia. Dentre eles, 
destacou-se Aristóteles (387 a.C.), 
que defendia que o mundo teria ori-
gem em cinco elementos básicos: 
terra, água, ar, fogo e éter.
ALQUIMISTAS
Por volta de 330 a.C., no Egito, 
surgiram os alquimistas, que se dedi-
cavam à observação sistemática das 
transformações da matéria. Buscavam, 
principalmente, uma forma de trans-
formar metais, como chumbo e ferro, 
em ouro. Durante quase mil anos, os 
conhecimentos dos alquimistas foram 
acumulados e registrados. 
Aproximadamente no ano 750, 
os árabes conquistaram os reinos 
gregos e encontraram antigos livros 
de ciências. Fascinados com os co-
nhecimentos, mergulharam no estudo 
e se tornaram os maiores alquimistas 
da história. Geber (721—815) pesqui-
sava métodos para chegar ao ouro 
e à substância capaz de curar todas 
as doenças e proporcionar a vida 
eterna — o elixir da vida.
Mesmo não atingindo seus objeti-
vos, Geber fez inúmeras descobertas 
importantes. Obteve, por exemplo, 
o ácido acético pela destilação do 
vinagre. Por volta de 1300, um al-
quimista desconhecido conseguiu o 
ácido sulfúrico e, na mesma época, 
o espanhol Villanova destilou o vinho 
e obteve o álcool. 
Em 1597, o alquimista alemão 
Andreas Libau escreveu o livro in-
titulado Alquimia, apresentando as 
principais descobertas medievais 
com clareza e sem misticismo. Des-
creveu com detalhes a preparação de 
vários ácidos e da água régia, mistura 
poderosa de ácido sulfúrico e nítrico, 
capaz de corroer até o ouro. Estava 
aberto o caminho para o nascimento 
da química.
QUÍMICA EXPERIMENTAL 
Em 1662, Robert Boyle, físico e 
químico irlandês, realizou experiên-
cias de compressão de gases. Ob-
servou que o volume do gás variava 
inversamente à pressão exercida so-
bre ele. Percebeu que os resultados 
de suas experiênciaspoderiam ser 
mais bem explicados admitindo-se a 
Orientação ao professor — O impor tante é levar o aluno a perceber que os 
grandes avanços quase sempre ocorrem em épocas de crise: guerras, pes-
tes, desastres, etc.
Orientação ao professor — Orientar a discussão de modo a que os alunos de-
batam sobre as crises de energia, pela falta do petróleo ou de eletricidade. 
Orientação ao profes-
sor — Os alunos pode-
rão apresentar entrevis-
tas, debates, teatro ou 
construir protótipos. 
Avalie a compreensão 
das informações e a 
par ticipação.
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Na natureza nada se perde, nada 
se cria, tudo se transforma.
ou
A soma das massas dos reagen-
tes é igual à soma das massas dos 
produtos de reação num sistema 
fechado.
natureza atômica da matéria, concep-
ção latente desde 440 a.C., época de 
Demócrito. O grande mérito de Boyle 
foi levar a química a tornar-se ciência 
experimental. Para ele, elemento quí-
mico era qualquer substância que não 
pudesse ser convertida em outra mais 
simples. Em 1661, Boyle publicou 
O Químico Cético, verdadeiro marco 
que separou a alquimia da química 
moderna.
QUÍMICA MODERNA
Em 1772, Antoine Laurent de 
Lavoisier, químico francês, medindo 
massas de substâncias que queima-
vam, derrubou a teoria do flogístico, 
proposta por Stahl em 1700, segundo 
Comumente se representam as reações químicas por equações contendo 
reagentes e produtos.
Reagentes (substâncias colocadas para reagir): todos os compostos colocados 
à esquerda da equação química (antes da seta).
Produtos (substâncias obtidas após a reação): compostos colocados à direita 
da equação (ou da seta). 
H2SO4 + CaCO3 CaSO4 + H2O + CO2
98 g 100 g 136 g 18 g 44 g
Reagentes Produtos
198 g 198 g
a qual todo material combustível se-
ria rico na substância denominada 
flogístico que, eliminada na com-
bustão, deixava apenas um resíduo 
não-inflamável. Em 1789, Lavoisier 
publicou o mais completo livro de 
química, resultado de inúmeras ex-
periências, enunciando então a lei 
da conservação das massas.
Realize as atividades propostas.
Primeira experiência
Material: papel, balança e caixa de fósforos
Procedimentos: coloque uma folha de papel meio 
amassada em cada prato da balança, de maneira a deixá-
la equilibrada.
Para que lado pende o prato da balança ao queimar 
a folha de papel do lado esquerdo? Justifique sua res-
posta.
Segunda experiência
Material: duas velas, balança, caixa de fósforos, 
material cortante (para raspar a vela)
Procedimentos: coloque uma vela em cada prato 
da balança. Para equilibrá-los, raspe a vela mais pesada. 
Quando equilibrar os dois pratos, acenda a vela do lado 
esquerdo.
Explique o que acontece ao deixar que ela queime 
durante algum tempo.
Terceira experiência 
Material: lã de aço (Bom Bril), balança e caixa de 
fósforos 
Procedimentos: coloque, em cada prato da balança, 
uma lã de aço desenrolada para queimar com facilidade. 
Equilibre os pratos e coloque fogo na lã de aço do lado 
esquerdo.
Para que lado vai pender a balança?
Primeira experiência — 
Desce o prato direito. Ve-
rifica-se a diminuição da 
massa da folha de papel 
queimado do lado esquer-
do, porque quase todos 
os produtos dessa com-
bustão são gasosos ou 
passam ao estado gasoso 
e se dispersam na atmos-
fera. Na combustão da fo-
lha de papel, se os produ-
tos não escapassem para 
o ar e se o oxigênio, que 
foi um dos reagentes (o 
comburente), fosse pesa-
do antes da combustão, 
junto com a folha de pa-
pel, a balança não pen-
deria para nenhum dos 
lados, ou seja, ficaria 
equilibrada (lei da con-
servação das massas, 
de Lavoisier).
Orientação ao professor — Realize as atividades enquanto os alunos observam. 
Por meio destas atividades, em que se procede a queima de algumas substân-
cias, é possível discutir as idéias de Stahl e Lavoisier. 
Terceira experiência — No caso da lã de aço (Bom Bril), verifica-se aumento na mas-
sa do material e a balança pende para o lado da lã de aço queimada. Isso se explica 
porque o ferro incorpora oxigênio, formando óxido de ferro de cor escura, quase pre-
to, que possui massa maior que o ferro puro. Como o óxido formado é um sólido com 
elevado ponto de fusão, a temperatura atingida na queima não é suficiente para sua 
vaporização. Antes da combustão, a balança não indica a massa do oxigênio que vai 
ser incorporada ao ferro e, sim, apenas a massa do ferro. Se esse experimento fosse 
feito em recipiente fechado, e as massas do ferro e do oxigênio, pesadas antes, não 
haveria alteração da massa, segundo a lei de Lavoisier.
Observação: hoje essa lei é contestada pela equação de Einstein (E = mc2) — a mas-
sa pode ser transformada em energia.
Segunda experiência — Desce o prato direito. Se a vela somente fundisse, seu peso 
não mudaria e a balança continuaria equilibrada. Além de fundir, a queima da vela gera 
produtos gasosos que são liberados para a atmosfera. Se fizermos a queima em re-
cipiente fechado, a balança ficará equilibrada (lei da conservação das massas). Como 
foi realizada a queima no prato esquerdo, ocorrendo perda de massa para a atmos-
fera, desce, então, o prato direito da balança.
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2. Numa reação completa de 54 gramas de alumínio 
com 48 gramas de oxigênio, obtém-se óxido de alumínio. 
Com base nessas informações, determine:
a) a massa de óxido formada;
b) a massa de oxigênio necessária para a reação 
completa com 27 gramas de alumínio.
c) Para responder a e b, que leis você utilizou?
3. Um dos grandes avanços na segurança automobilís-
tica foi o invento do airbag. Seu acionamento, em caso 
de choque, deve-se a uma reação que libera gás nitro-
gênio. Justifique por que a massa total dos reagentes, 
nessa reação, é igual à massa dos produtos e indique o 
cientista que formulou a lei que rege a conservação das 
massas.
TEORIA ATÔMICA DE DALTON
Em 1803, o cientista inglês John Dalton, para explicar 
as leis ponderais, propôs uma hipótese atômica divulgada 
no livro A New System of Chemical Philosophy, resumo 
das evidências da natureza atômica da matéria. Funda-
mentado, principalmente, nas leis de Lavoisier e Proust 
e em suas próprias observações sobre o comportamento 
dos gases, Dalton retomou a idéia de que toda matéria 
é formada por partículas minúsculas e indivisíveis, os 
átomos, e a de que um tipo de matéria difere de outro 
pela massa.
PROUST E A COMPOSIÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS
O químico francês Joseph Louis Proust fez inúmeras 
experiências com o objetivo de demonstrar que a subs-
tância pura tinha composição constante, independente da 
origem, ao contrário de mistura, cuja composição podia 
variar. Em 1799, Proust demonstrou que a composição 
da massa do carbonato de cobre era sempre de cinco 
partes de cobre, uma de carbono e quatro de oxigênio, 
quer fosse preparado em laboratório, quer extraído da 
natureza. Essa conclusão ficou conhecida por lei de 
proust ou lei das proporções definidas.
Gás hidrogênio + Gás oxigênio → Água
Reação 1 → 1 g + 8 g = 9 g
Reação 2 → 2 g + 16 g = 18 g
Reação 3 → 4 g + 32 g = 36 g
1
2
8
16
9
18
1
2
= = = Reação 1 → 2
Todas as massas dos componentes dobradas
2
4
16
32
18
36
1
2
= = = Reação 1 → 3
Todas as massas dos componentes multiplicadas 
por 4
Conseqüência da lei de Proust
Todo composto químico terá sempre a mesma com-
posição em massa, independentementede sua origem.
Água, por exemplo, sempre é formada por 88,9% de 
oxigênio e 11,1% de hidrogênio, em massa.
As massas das substâncias participantes da reação 
química são diretamente proporcionais — se a massa 
de um dos reagentes for multiplicada por dois, todas 
as massas dos outros componentes também serão 
dobradas.
1. Complete a tabela a seguir, formulada 
pela reação entre ácido clorídrico (muriático) 
e hidróxido de sódio (soda cáustica), maneira prática de 
obter cloreto de sódio (sal de cozinha), respeitando as 
leis ponderais.
Água
18 g de água — 100%
2 g de hidrogênio — x1
18x1 = 2 . 100
x1 = 
200
18
x1 = 11,1%
18 g de água — 100%
16 g de oxigênio — x2
18x2 = 100 . 16
x2 = 
1 600
18
x2 = 88,9%
 Observação: leis ponderais são as que envolvem 
massas dos componentes da reação, como as de 
Lavoisier e Proust.
Ácido 
clorídrico
Hidróxido de 
sódio
Cloreto de 
sódio
Água
36,5 g 40 g 58,5 g
73 g
Massas iguais Massas diferentes
Átomos iguais Átomos diferentes
102 g
24 g
Para a questão a, a lei de Lavoisier; para a b, a de Proust.
Segundo Lavoisier, a massa total dos reagentes não se perde, conserva-se, e equivale 
à massa total dos produtos. 
80 g 117 g 36 g
18 g
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Com a tabela periódica, pesquise e escreva o sím-
bolo correto de cada elemento químico a seguir.
a) Flúor i) Potássio 
b) Nitrogênio j) Magnésio 
c) Enxofre k) Manganês 
d) Ferro l) Cobre 
e) Chumbo m) Mercúrio 
f) Hélio n) Silício 
g) Cobalto o) Fósforo 
h) Alumínio 
ÁTOMO DIVISÍVEL
No início do século XIX, inúmeras descobertas no campo 
de eletricidade, radioatividade e magnetismo sugeriram 
a possibilidade de a matéria ser composta por partículas 
elétricas. Também se descobriram o elétron e o próton, me-
nores que o menor dos átomos. Desaparecia a concepção 
do átomo como partícula mínima e indivisível.
Em 1904, Thomson propôs que o átomo seria uma 
esfera de eletricidade positiva com elétrons mergulha-
dos, de forma a neutralizar a carga elétrica. Embora de 
imediato rejeitada, essa sugestão foi o primeiro modelo 
para o átomo divisível.
Thomson dividiu com Hendrik Antoon Lorentz a honra 
de receber o Prêmio Nobel em 1906, por terem ambos 
iniciado o estudo do elétron.
SÍMBOLOS QUÍMICOS
Em 1813, a fim de unificar a linguagem química e 
permitir a organização dos elementos, Berzelius propôs 
representar cada elemento químico por um símbolo. Em 
geral ficou estabelecida a letra inicial do nome do elemento 
em grego ou latim.
H — hidrogênio (Hidrogène)
O — oxigênio (Oxygène)
P — fósforo (Phosphóros)
Au — ouro (Auru)
Ag — prata (Argentu)
S — enxofre (Sulfur)
Para iniciais coincidentes, a diferenciação se faz acres-
centando a segunda letra, minúscula, do nome latino.
C — carbono Ca — cálcio
Cl — cloro Cu — cobre
As moléculas são formadas por mais de um átomo e 
mostram a proporção atômica dos elementos.
— H2O para água (a molécula de água é formada por dois 
átomos de hidrogênio ligados a um de oxigênio.)
— NH3 para a amônia
— H2SO4 para ácido sulfúrico
O nome amônia vem dos antigos egípcios. Eles sabiam 
que era bom adubo, mas não sua origem. Creditavam-na ao 
deus Amon-Rá. 
O desenvolvimento tardio da química no Brasil tem raízes históricas. Em Portugal, no período dos descobrimentos, 
ao contrário do que estava ocorrendo em outros pontos da Europa, a alquimia não floresceu. A quantidade de ouro e 
outros bens de valor que os navegadores portugueses levaram para o reino foram suficientes para desestimular qual-
quer aventura alquimista em busca da pedra filosofal. Mesmo a iatroquímica e o flogístico não despertaram interesse, 
e apenas em 1772 foi criado, na Universidade de Coimbra, o primeiro curso superior de química. Vários brasileiros 
freqüentaram o curso nessa época, com destaque para o naturalista Alexandre Rodrigues Ferreira e para Vicente 
Coelho de Seabra Silva Telles, que em 1801 adaptou a nomenclatura química, de origem latina, criada por Lavoisier, 
para a língua portuguesa e que é usada até hoje.
José Bonifácio de Andrada e Silva, um dos personagens centrais do movimento da Independência e aluno de 
Silva Telles, foi um dos mais importantes mineralogistas de sua época, conhecido como o “patriarca dos químicos 
brasileiros”. Por volta de 1800, ele descobriu dois minerais, dos quais se descobriu, em 1818, o elemento lítio.
A vinda da família real para o Rio de Janeiro em 1808 trouxe a necessidade de se estabelecer uma nova capital 
para o Império, o que promoveu a criação de vários organismos culturais no Brasil. A Real Academia Militar, fundada 
em 1811, foi a primeira instituição de ensino de química.
Em 1812, foi criado o Laboratório Químico-Prático, no Rio de Janeiro, responsável pelas primeiras operações de 
química industrial no Brasil e por investigações da composição de minerais e vegetais. Mas, pouco tempo depois, as 
atividades do laboratório limitaram-se apenas à produção de alguns medicamentos.
No Laboratório Químico do Museu Nacional, criado em 1818 no Rio de Janeiro, efetuaram-se as primeiras perícias 
toxicológicas, análises de combustíveis nacionais e investigações sobre a composição de amostras de pau-brasil 
vindas de várias regiões do país. O Laboratório Químico do Museu Nacional, em 1931, foi extinto e suas atividades 
foram distribuídas entre outros.
A história da química no Brasil
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N
S
Fe
Pb
He
Co
Al
K
Mg
Mn
Cu
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A Primeira Guerra Mundial tornou óbvia a necessidade da formação de químicos. A criação do ensino profissional 
técnico e do ensino científico voltado à pesquisa impulsionaram a criação de diversos cursos por todo o país, de 1918 
a 1930. Foram criados, então, cursos ligados às faculdades de Ciências, dentro das universidades, com um caráter 
mais investigativo. A profissão de químico foi regulamentada pelo decreto 24 693, de 12 de julho de 1934.
Fernando de Azevedo (Org.). As ciências no Brasil. p. 122. (Adaptado) 
1. Enumere, com base nas informações contidas no texto, algumas atribuições do químico.
2. A Primeira Guerra Mundial tornou óbvia a necessidade da formação de químicos. Justifique essa afirmação.
3. Em dupla, pesquise mais sobre a profissão do químico, os cursos de técnicos químicos e os de Engenharia 
Química na sua região. Se possível, convide um profissional da área de química para falar dessa profissão.
1. O período histórico compreendido entre 300 a.C. 
e o século XV registra o domínio dos alquimistas, no campo das 
ciências, que buscavam a obtenção do elixir da longa vida e da 
pedra filosofal, em que o primeiro tornaria o homem imortal e a se-
gunda seria capaz de transformar objetos metálicos, principalmente 
chumbo, em ouro. Apesar de absurdos, esses sonhos motivaram 
pesquisas, registros e especulações que ajudaram o homem no 
domínio de tecnologias: metalurgia, explosivos, produção e purifi-
cação de substâncias, entre outras. Alguns se destacaram: Geber 
ao produzir ácido acético pela destilação do vinagre; Villanova ao 
obter o álcool comum pela destilação do vinho.
 Paracelso, médico e cientista, é considerado o principal 
responsável pela mudança da denominação alquimia por iatro-
química, cujo maior objetivo era a preparação de medicamentos. 
Coube a Robert Boyle a principal transformação, pois surgia a 
ciência química, definindo a química como ciência experimental, 
provando isso aotrabalhar com transformações gasosas.
 Antoine Laurent Lavoisier, no século XVII, procedendo à destilação 
sucessiva da água, num sistema fechado, e realizando processos 
envolvendo combustão, no mesmo tipo de recipiente, constatou 
que a massa envolvida não variava, fosse na combustão ou na 
destilação. Estava assim criada a lei da conservação das massas.
 Fundamentado no texto, assinale as afirmações verdadeiras 
e corrija as demais.
 a) ( ) Geber descobriu o processo de fabricação do 
ácido acético.
 b) ( ) Para Lavoisier, num sistema fechado, a quan-
tidade de matéria não se altera, independen-
temente do tipo de transformação.
 c) ( ) A iatroquímica destinou-se à produção do elixir 
da longa vida.
Estes livros trazem o histórico da química.
As Ciências no Brasil, organizado por Fernando de Azevedo, Editora UFRJ
Alquimistas e Químicos: o Passado, o Presente e o Futuro, de José Atílio Vanin, Editora Moderna
O que o Profissional de Química Deve Saber, de Miguel Romeu Cuocolo, publicado pelo CRQ — IV Região
http://www.alquimiadigital.cjb.net/
Explicações sobre os primórdios da química
http://www.terravista.pt/meiapraia/1062/atomica.html
Modelos atômicos e testes
http://www.universitario.net/psilva/index.html
Modelos atômicos, curiosidades e testes
http://allchemy.iq.usp.br/topindex.html
Informações mais avançadas sobre a química
Geber obteve o ácido acético pela destilação do vinagre.
A iatroquímica destinou-se à produção de medicamentos.
X
Investigação da composição de minerais e vegetais, descober ta de elementos, produção de medicamentos, perícias toxicológicas, análise de combustíveis.
A história tem mostrado que, nos períodos de guerras, é grande a produção científica, incluindo pesquisas na área da química.
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6. Na interpretação metafísica dos filósofos gregos da Antigui-
dade, surgiu a palavra átomo, que significa:
 a) partícula pequena.
 b) matéria.
 c) partícula composta.
 d) partícula material indivisível. 
 e) partícula neutra.
7. Por volta de 400 a.C., os filósofos gregos acreditavam na 
indestrutibilidade da matéria, e que ela poderia ser dividida em 
partículas cada vez menores, até que se chegasse a um ponto no 
qual a subdivisão não fosse mais possível. É correto afirmar:
a) Tais partículas eram denominadas básicas pelos filóso-
fos, às quais Demócrito deu o nome de átomos, palavra 
grega que significa indivisível.
b) Tais partículas eram denominadas básicas pelos filó-
sofos, às quais Dalton deu o nome de átomos, palavra 
grega que significa divisível.
c) Tais partículas eram denominadas relativas pelos fi-
lósofos, às quais Rutherford deu o nome de átomos, 
palavra grega que significa indivisível.
d) Tais partículas eram denominadas complementares pelos 
filósofos, às quais Niels Bohr deu o nome de átomos, 
palavra grega que significa indivisível.
e) Tais partículas eram denominadas componentes pelos 
filósofos, às quais Thomson deu o nome de átomos, 
palavra grega que significa indivisível.
2. Enuncie as principais idéias do modelo atômico de Dalton.
3. Enuncie a lei da conservação das massas ou lei de Lavoisier.
4. Quais as partículas descobertas que permitiram a Thomson 
sugerir seu modelo atômico? Como era esse modelo?
5. Mesmo antes de Lavoisier já se sabia que, a partir de deter-
minada quantidade de matéria-prima, não se poderia fabricar 
quantidades arbitrárias de um produto. Isso sugere existir alguma 
relação entre massas reagentes e produtos numa transformação 
química, independentemente do modo pela qual ela foi obtida. 
O cloreto de sódio (sal de cozinha), por exemplo, pode ser 
obtido de minas subterrâneas, extraído do mar, nas salinas, ou 
sintetizado, em laboratório, da reação entre ácido clorídrico e 
hidróxido de sódio. Em qualquer desses casos, sua estrutura 
sempre apresenta a mesma proporção, em massa, de sódio e 
cloro, presentes na amostra: 46 partes de sódio para 71 partes 
de cloro. Logo, as quantidades de reagentes que participam 
de transformação não são arbitrárias. Ao contrário, cada trans-
formação química envolve determinadas massas de reagentes, 
mantendo sempre a mesma proporção. Essa generalização ou 
lei experimental é chamada lei da composição definida, lei das 
proporções constantes ou lei de Proust.
 Com base no texto e na lei de Lavoisier, complete o quadro.
8. Com base nas leis ponderais das reações 
químicas, Dalton criou a teoria atômica clássica. Analise as 
afirmações a seguir e calcule a soma das corretas.
01) O átomo é uma partícula minúscula e indivisível.
02) Os átomos não podem ser criados ou destruídos.
04) Átomos de um mesmo elemento apresentam proprie-
dades idênticas, inclusive a mesma massa.
08) Os átomos fazem ligações entre si, formando átomos 
compostos (moléculas).
16) Os átomos são formados por prótons, elétrons e nêu-
trons.
9. Considerando os modelos atômicos estudados e as leis 
ponderais, determine a soma das afirmações corretas.
 01) Dalton admite átomos indivisíveis.
02) Proust diz que, nas transformações químicas, os rea-
gentes sempre se combinam nas mesmas proporções 
para produzir determinado produto.
04) Thomson criou um modelo atômico com prótons, elé-
trons e nêutrons.
 08) Foi Dalton o primeiro a citar a palavra átomo.
 16) Lavoisier formulou a lei da conservação das massas.
10. Fenômenos observados em radioatividade, eletricidade 
e magnetismo levaram Thomson a criar o modelo atômico da 
“geléia”. Nesse modelo:
 a) o átomo é indivisível.
 b) o átomo é formado por prótons, nêutrons e elétrons.
c) o átomo é um sistema compacto formado por quanti-
dades iguais de prótons e elétrons.
d) o número de prótons é maior que o de elétrons.
e) o átomo apresenta o núcleo positivo, onde estão os 
prótons. Os elétrons giram ao redor do núcleo.
11. Partindo do pressuposto de que o domínio do fogo, pelo 
homem, surgiu de uma observação ocasional, produza um tex-
to, no caderno, narrando a maneira como esse fato possa ter 
influenciado a vida dos homens das cavernas.
H2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + CO2 + H2O
98 g 100 g 136 g 44 g
9 g
200 g
Dalton retomou a idéia de que toda matéria era formada por par tículas minúsculas, 
indestrutíveis e indivisíveis, os átomos.
Átomos do mesmo elemento eram idênticos e átomos de diferentes naturezas dife-
riam entre si pela massa. 
Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma. Ou: a soma das massas 
dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos da reação. 
As par tículas foram o próton e o elétron. Thomson sugeriu que o átomo fosse uma 
esfera de eletricidade positiva com elétrons mergulhados, de forma a neutralizar a 
carga elétrica.
18 g
36 g88 g272 g196 g
49 g 50 g 68 g 22 g
 15 (01+02+04+08)
 19 (01+02+16)
 A critério do aluno.
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s Um pouco de história...Como unir ou separar substâncias? Com base nessa questão, a química tem evo-luído como ciência, porque há muito a humanidade busca descobrir processos que permitam combinar e separar substâncias, com fins farmacêuticos, bélicos e artísti-
cos, entre outros.
A metalurgia é uma das mais antigas ciências que experimentam combinações 
entre substâncias. Operações que se faziam em épocas remotas, quando se iniciou a 
interação homem—metal, ainda são empregadas na química empírica: manipulações 
que envolvem aquecimento, fusão, extração, destilação, sublimação e filtração.
À procura da imortalidade e da fon-
te de toda as riquezas, lançando mão 
de misturas e separações, os alquimis-
tas descobriram vitríolos — compostos 
resultantes de reações entre metais e 
sais de cobre e ferro; alumes — sulfatos 
duplos hidratados de potássio e amô-
nio; cloretos desódio e amônio; ácidos 
minerais (clorídrico, nítrico e sulfúrico). 
Assim, fizeram jus à origem da palavra 
química, do grego khymeia — mistura 
de vários ingredientes.
Prepare-se para fazer suas próprias 
descobertas acerca de sistemas quími-
cos.
A obra de arte e a foto a seguir 
retratam dois momentos da história da 
química.
Compare os dois ambientes.
Como são as fontes de energia, luz e calor presentes em cada um deles?
Quais as semelhanças e diferenças entre os instrumentos disponíveis?
As roupas utilizadas pelos alquimistas são muito diferentes das usadas pelos 
químicos de hoje. Como isso se relaciona com a segurança necessária ao trabalho 
em laboratórios?
Laboratório químico atual
O artista plástico Joseph Wright 
(1734—1797) representou
Henning Bran orando após descobrir o 
elemento fósforo (1669) na tela Alquimista 
em Busca da Pedra Filosofal Descobre o 
Fósforo (1771).
Orientação ao profes-
sor — O objetivo dessa 
atividade é familiarizar 
o aluno com os pro-
cedimentos científicos 
da química, levando-o 
a reconhecê-la como 
ciência historicamente 
desenvolvida. Também 
dar a conhecer o labo-
ratório químico, seus 
equipamentos e as 
normas de segurança 
para trabalhar nesse 
ambiente. O professor 
pode ler com os alu-
nos o anexo Orienta-
ções para trabalho em 
laboratório, remetendo-
se a ele em todas as au-
las práticas.
Os projetos Fraciona-
mento de misturas e 
Destilador referem-se 
a este capítulo.
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Toda substância pura tem ponto de fusão e ponto 
de ebulição bem-definidos e, durante a mudança de es-
tado, apresenta temperatura constante.
A matéria e suas transformações
1. Observe enquanto seu professor realiza 
os experimentos.
Primeira experiência
Material: bolinha de naftalina, refratário, lamparina, pires
Procedimento: aqueça o refratário contendo a boli-
nha de naftalina em fogo brando. Com pinça de madeira, 
segure o pires pouco acima do refratário e observe.
Segunda experiência
Material: vela, dois pires, fósforo
Procedimento: acenda a vela, coloque um pires so-
bre a chama e examine.
2. Em dupla, compare as experiências, discutindo 
suas características. Registre, no caderno, o que foi 
observado.
FENÔMENOS FÍSICOS E QUÍMICOS
Por meio das experiências, é possível diferenciar fe-
nômeno físico de fenômeno químico.
Quando a matéria sofre transformação sem ter sua na-
tureza alterada, isto é, mantendo suas propriedades quími-
cas, diz-se ter havido fenômeno físico. Nesse caso, pode-se 
recuperar a substância por meio de métodos elementares. 
Exemplos de fenômenos físicos: fusão de gelo, vaporiza-
ção da água, dissolução do sal de cozinha em água.
Fenômenos químicos são transformações que alte-
ram a natureza da matéria, ocorrendo nas reações quí-
micas — ferrugem (reação do ferro com oxigênio) e com-
bustão. Substâncias que sofrem fenômenos químicos não 
são recuperadas por meio de métodos elementares.
Classifique os fenômenos observados nos 
experimentos, justificando a resposta. Registre 
suas conclusões no caderno.
SUBSTÂNCIAS PURAS E MISTURAS
Os sistemas químicos classificam-se em substâncias 
puras simples, substâncias puras compostas e misturas. 
Substâncias puras simples — formadas por um único 
tipo de átomo, não se decompõem.
Gás oxigênio — O2Gás hidrogênio — H2 
Substâncias puras compostas — constituídas de 
mais de um tipo de átomo, podem ser decompostas — a 
água decompõe-se em hidrogênio e oxigênio.
Água — H2O
Examine o gráfico que representa o aquecimento de 
uma porção de gelo.
Temperatura em que o sólido se transforma em líquido à 
pressão de uma atmosfera (1 atm).
Temperatura em que o líquido se transforma em vapor à 
pressão de uma atmosfera (1 atm).
Ao se aquecer uma mistura, as temperaturas de fu-
são e ebulição não são constantes, como mostra o grá-
fico a seguir.
O calor recebido pela substância durante a mudança 
de estado físico rompe as ligações entre suas moléculas; 
sendo assim, a temperatura não aumenta. 
Mistura — união de duas ou mais substâncias puras, 
simples ou compostas. A água do mar é uma mistura.
Todo solo, formado por rochas escaldantes areias ou hú-
mus, também é mistura de diversas substâncias. Sua ferti-
lidade está relacionada, dentre outros fatores, aos nutrientes 
que apresenta. Nitrogênio, fósforo, magnésio, potássio e cál-
cio são elementos químicos de que as plantas necessitam em 
grandes quantidades — macronutrientes; cloro, ferro, cobre, 
manganês, molibdênio e zinco são micronutrientes — as plan-
tas precisam deles em pequenas quantidades.
+
H2O NaCl
Durante as mudanças de estado físico, a temperatura permanece 
constante. Esse fato só acontece com substâncias puras.
Ge
lo
Gelo
+
Água
Ág
ua
Água
+
Vapor de 
água
Va
po
r d
e á
gu
a
Tempo
Temperatura (°C)
100
0
Estado 
sólido
Estado 
líquido
Estado 
gasoso
Fusão
Solidifi-
cação
Ebulição
Lique-
fação
Tempo
Temperatura (°C)
Início da 
fusão
Fim da 
fusão
Fim da 
ebulição
Início da 
ebulição
Só
lido
Líq
uid
o
Líqu
ido
+
Vap
or
Vap
or
Sóli
do
+
Líqu
ido
Fus
ão
Ebu
lição
Gráfico da mudança de estado físico de misturas
Atividade 1:
Orientação ao pro-
fessor — O objetivo 
destes experimentos 
é estimular os alunos 
a questionarem acer-
ca dos fenômenos ob-
servados, levando-os 
à diferenciação de fe-
nômeno físico e quími-
co. Termos como eva-
poração, sublimação 
e propriedades das 
substâncias podem 
ser relembrados.
Execute os experimen-
tos enquanto os alu-
nos observam e re-
gistram. Cuide para 
que as substâncias 
não sejam aspiradas 
ou inaladas. Ler Orien-
tações para trabalho 
em laboratório.
Atividade 2:
A naf tal ina sofreu 
sublimação, mas 
manteve suas pro-
priedades, mudando 
somente a forma, de 
esférica para amorfa, 
“espalhada” sobre o 
pires. Na combustão 
da vela, há fuligem 
sobre o pires, eviden-
ciando a formação de 
nova substância.
Primeiro experimen-
to (naf talina): fenô-
meno físico
Segundo experimen-
to (vela): fenômeno 
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ÓleoÁgua
Sistemas homogêneos e heterogêneos
1. Observe os experimentos.
Primeira experiência
Material: copo, água, colher, sal 
Procedimento: acrescente uma colher de sal num 
copo com água e misture bem.
Segunda experiência
Material: copo, água, álcool
Procedimento: misture um pou co de água com um 
pouco de álcool.
Terceira experiência
Material: copo, água, óleo de cozinha
Procedimento: misture um pou co de água com um 
pouco de óleo.
2. Quais as diferenças entre os sistemas for ma dos nos 
dois pri mei ros experimentos em relação ao for ma do no 
ter cei ro?
Sal
Água Mistura
ÁlcoolÁgua
3. Com base nas observações e nas explicações do 
professor, for mu le conceitos de sistema ho mo gê neo e 
sistema heterogêneo. Exem pli fi que.
MISTURAS
A reunião de duas ou mais subs tân cias puras em 
quaisquer quantidades denomina-se mistura, que pode 
ser classificada como:
— homogênea — tem aspecto uni for me em toda sua 
ex ten são;
— heterogênea — apresenta as pec to desigual nas di-
 fe ren tes regiões.
Líquidos que se misturam em qualquer proporção, 
formando sis te ma homogêneo, são miscíveis — água e 
álcool.
Líquidos que não se dissolvem um no outro são imis-
 cí veis — água e óleo.
Misturas homogêneas de no mi nam-se so lu ções.
Misturas gasosas são sempre ho mo gê neas.Toda substância pura, no mes mo estado fí si co, 
é sis te ma homogêneo. Mas... gelo e água lí-
quida formam sis te ma heterogêneo; considera-se cada 
estado físico uma fase.
AS APARÊNCIAS EN GA NAM...
Nem sempre é fácil classificar certas misturas em ho-
mogêneas ou heterogêneas, porque isso depende de fa-
 to res como visualização ao mi cros có pio, entre outros. 
O sangue aparentemente é mis tu ra homogênea. Ao 
microscópio óp ti co, no entanto, observam-se par tí cu las 
só li das disseminadas num lí qui do (plasma). Desse modo, 
clas si fi ca-se o sistema como heterogêneo. O leite pa-
 re ce ter uma fase; ao microscópio, porém, apre sen ta 
par tí cu las.
Uma mistura heterogênea que engana, mesmo à luz de 
mi cros có pio, é a gelatina, pois parece ter uma úni ca fase. 
Nesse caso, para classificá-la, faz-se um raio de luz atra-
 ves sar a gelatina solidificada e aí se percebe que ele sofre 
desvios. Esse é o efei to tyndall, que mostra ha ver par tí cu las 
pequenas demais para serem vi sua li za das ao mi cros có pio, 
mas gran des o suficiente para dispersar a luz.
Nos dois primeiros ex pe ri men tos, não se percebe onde termina uma substância e co-
meça a outra. No ter cei ro sistema é possível determinar, com exatidão, duas fases.
Sistema homogêneo — apresenta as mesmas pro prie da des em toda sua extensão, 
havendo uma só fase — mis tu ra entre água e sal. 
Sistema heterogêneo — apre sen ta diferentes pro prie da des em sua ex ten são, ha ven do 
mais de uma fase — mistura entre água e óleo. 
Orientação ao professor — Exe cu te os ex pe ri men tos en-
 quan to os alunos observam. Pre ten de-se que eles re lem brem 
con cei tos de sis te mas ho mo gê neo e he te ro gê neo, bem como 
fa ses, estudados no Ensino Fun da men tal. 
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Densidade é a relação entre a massa e o volume da 
substância. d m
V
=
A densidade da água é igual a 1 g/cm3 — cada cm3 de 
água possui massa de um grama. A densidade do óleo de co-
zinha, em torno de 0,9 g/cm3, é menor que a da água. Desse 
modo, fica na parte de cima da mistura, ou em suspensão.
Somente se classifica a mistura como homogênea se 
não apresentar esse efeito, ou seja, não se percebe par-
tícula alguma mesmo ao microscópio eletrônico.
Na mistura de água com óleo, há duas fases dis-
tintas, perfeitamente separadas, em razão da diferença 
de densidade entre os líquidos.
1. A gasolina não é miscível com água e 
apresenta densidade igual a 0,7 g/cm3. Uma rolha de 
cortiça tem densidade igual a 0,3 g/cm3 e não é solúvel 
em gasolina ou água. Desenhe um béquer contendo uma 
rolha misturada com volumes iguais de água e gasolina 
e escreva, ao lado do desenho, o nome de cada fase. A 
seguir, justifique a disposição das fases.
 Dada a densidade da água = 1 g/cm3
As figuras representam densímetros como aqueles 
utilizados em postos de gasolina. O primeiro contém eta-
nol puro (d = 0,8 g/cm3). Dos dois restantes, um está 
cheio de etanol e água (d = 1,0 g/cm3), e o outro, de eta-
nol e gasolina (d = 0,7 g/cm3). Com base nessas infor-
mações, determine:
a) Qual figura contém água? Justifique sua escolha.
 b) A bola branca tem densidade maior ou menor 
que 0,8 g/cm3? Justifique sua resposta.
Etanol puro
Separação de misturas
A água do mar é uma mistura de várias subs-
tâncias; dela é possível extrair, por exemplo, sal 
de cozinha (NaCl) e cloro, este muito utilizado em 
produtos de limpeza. Para obter essas substâncias 
em estado puro, é preciso proceder a separação 
de substâncias.
A água dos rios também constitui mistura. Para 
que ela chegue potável à torneira, passa por inú-
meros processos de separação. Depois ainda é 
filtrada ou fervida, para eliminar impurezas... se-
parar novamente.
O ar que respiramos também se constitui 
de grande mistura. Eventualmente ele também 
passa por sistemas de separação para tornar-se 
de novo respirável — algumas fábricas instalam 
filtros nas chaminés para liberá-lo menos tóxico 
à atmosfera.
Mistura 1 Mistura 2
2. (UFMG) Observe as figuras.
A figura que contém água é a da mistura 1, pois apresenta bolinhas na par-
te de cima, sugerindo que o líquido é o mais denso dentre todos os envolvi-
dos, ou seja, a água.
A bola branca tem densidade menor que 0,8 g/cm3; quando colocada no etanol 
puro, de densidade igual a 0,8 g/cm3, fica na par te superior.
Cor tiça
Gasolina
Água
A água ficará na par te de baixo, pois é mais densa. Com densidade intermediária, fica 
a gasolina e, acima das duas, a rolha de cor tiça, por ser menos densa. 
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Para executar as atividades a seguir, utilize 
papel almaço ou sulfite.
1. Em equipes de até cinco alunos, imaginem que estão 
na cozinha de suas casas e descrevam um procedimento 
para separar uma das misturas preparadas pelo profes-
sor, empregando utensílios de cozinha. Não se preocu-
pem com termos técnicos e científicos, mas em usar de 
coerência na ordem de separação.
2. Pesquisem no material didático os instrumentos que 
seriam utilizados para proceder à separação dessa mis-
tura num laboratório. Organizem um roteiro esclarecedor 
para a separação da mistura, empregando termos téc-
nicos. Ele será o guia para outra equipe fazer a separa-
ção. Desenhe os instrumentos a serem utilizados e no-
meie-os.
3. Com os instrumentos de laboratório, cada equipe irá 
separar uma mistura, seguindo o roteiro organizado por 
outra, conforme sorteio prévio em sala de aula.
ANÁLISE IMEDIATA
A maioria dos materiais encontrados na natureza é 
mistura. Para obter delas substâncias puras, é necessá-
rio separá-las, utilizando processos físicos e químicos. 
A técnica de separação física dos componentes de mis-
turas chama-se análise imediata.
Processos de separação imediata para 
misturas heterogêneas
Ventilação: processo que utiliza o ar para separação 
de sólidos — separação de cereais de suas cascas.
Peneiração: a peneira separa sólidos grandes de 
menores — peneiração da areia para a argamassa das 
construções.
Catação: uso de mãos ou pinças na separação de 
sólidos — escolher cereais.
Separação magnética: processo que utiliza ímã ou 
objeto imantado para separar metais — o ferro de outras 
substâncias.
O ímã atrai a 
limalha de ferro.
Separação da mistura
Vidro de 
relógio
Mistura de ferro e enxofre
Ferro e 
enxofre 
misturados, 
mas ainda não 
combinados 
quimicamente
O enxofre 
amarelo é 
deixado de lado.
Filtração a vácuo: abaixa-se a pressão no interior do 
recipiente que recebe o filtrado, pela retirada do ar, dimi-
nuindo consideravelmente o tempo de filtração.
Decantação: na separação de partículas sólidas, 
como barro misturado ao líquido (água barrenta) ou de 
líquidos com densidades diferentes (água e óleo).
Dissolução fracionada: na separação de sólido—só-
lido, quando um dos sólidos da mistura é solúvel em de-
terminado solvente, e o outro, não — na separação da 
mistura de sal e areia, o sal dissolve-se na água. Em se-
guida, pelo processo de filtração, a areia fica retida no 
papel-filtro.
As caixas de água de residências e edifícios 
devem ser lavadas periodicamente para eli-
minar o barro depositado no fundo.
Filtração: muito eficaz na separação de misturas lí-
quido—sólido (água—areia) ou de sistemas gás—sólido 
(filtros de ar nos carros).
Orientação ao pro-
fessor — O objetivo 
da atividade é que os 
alunos formulem hi-
póteses e descrevam 
como poderiam sepa-
rar determinadas mis-
turas, de modo sim-
ples, comutensíl ios 
de cozinha. Em se-
guida, que pesquisem 
e apresentem as formas 
de separação, de modo 
científico, desenhando 
e nomeando os instru-
mentos utilizados. A 
teoria inserida no ma-
terial didático e as fotos 
serão referencial teóri-
co para essa pesquisa 
dos alunos. Para fina-
lizar o trabalho, cada 
equipe deverá fazer 
a separação de uma 
mistura, seguindo o 
roteiro idealizado por 
outra equipe.
Misturas sugeridas: 
serragem e sal; água, 
sal e óleo; sal e água; 
limalha de ferro e sal; li-
malha de ferro e areia; 
água, óleo de cozinha 
e tetracloreto de car-
bono formam mistura 
heterogênea de três fa-
ses líquidas; sulfato de 
cobre (sal solúvel em 
água) e pedaços de alu-
mínio; sulfato de cálcio 
(sal insolúvel em água) 
e sal de cozinha; água 
barrenta e areia; água 
salgada e areia.
Orientação ao pro-
fessor — Verif ique 
se os alunos conse-
guem desenvolver 
uma solução lógica 
para o problema apre-
sentado.
←
Orientação ao pro-
fessor — Avalie ati-
tudes, ordem, l im-
peza e organização. 
Incentive os alunos 
a corrigirem possí-
veis falhas do rotei-
ro antes de realizar a 
separação.
←
Orientação ao professor — Estimule o aluno a pesquisar e 
exprimir conhecimentos com clareza e objetividade.
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Processos de separação imediata para 
misturas homogêneas 
Destilação simples: separação da mistura de sólido 
não-volátil e líquido — purificação de água salgada.
Quando o objetivo não é obter líquido puro, 
pode-se empregar a evaporação, como nas sa-
linas. A evaporação também é utilizada na culinária. Ao 
preparar calda de açúcar, para caramelizar doces, ini-
cialmente se faz a mistura de água e açúcar. Levada ao 
fogo, parte da água evapora, formando-se a calda.
Destilação fracionada: método aplicado na sepa-
ração de líquidos com pontos de ebulição diferentes. O 
termômetro acusa o momento em que a substância en-
tra em ebulição.
Separação entre benzeno (PE 80°C) e tolueno (PE 110°C)
A coluna de fracionamento deixa passar o vapor do 
líquido mais volátil; os grãos de vidro impedem a passa-
gem dos vapores dos líquidos menos voláteis.
Tal processo 
é empregado na 
destilação do pe-
tróleo, obtendo-se 
os vários compos-
tos que o formam, 
e também na se-
paração dos com-
ponentes do ar at-
mosférico. Neste 
caso, primeira-
mente é preciso 
liquefazê-lo.
Termômetro
Frasco 
receptor
Condensador
Coluna de 
fracionamento
Aquecedor
Balão de 
destilação
O líquido 
menos 
volátil tende 
a retornar.
Água
Líquido 
mais 
volátil
Água
Navegue pelos sites a seguir para obter maio-
res informações sobre sistemas químicos e 
misturas.
 http://www.italegal.hpg.ig.com.br/processodeepa 
racaodemisturas.htm
 http://www.ucb.br/quimica/quimicacomputacional/
Alunos/12002/Arlene/primeirosite/
 http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/experimentos/
separac.html
1. Suponha dois corpos com a mesma massa 
e volumes diferentes. Qual deles apresenta maior densidade? 
Justifique sua resposta.
 
2. Observe o sistema a seguir, em que as esferas represen-
tam átomos, e responda se tal substância é pura simples, pura 
composta ou mistura. Justifique sua resposta. 
3. Um dos grandes problemas enfrentados pela Nasa é o volume 
de gás carbônico eliminado diariamente pelo astronauta. Uma 
das técnicas empregadas para solucionar essa questão consiste 
em reagir o gás carbônico eliminado com KOH (hidróxido de 
potássio), segundo a reação
2 KOH + CO2 H2O + K2CO3 
 Dada a afirmação CO2 é uma substância pura e simples, 
julgue-a verdadeira ou falsa. Classifique o sistema formado pelos 
produtos da reação e justifique sua resposta. 
Trata-se de substância pura, por apresentar moléculas idênticas, e composta, porque 
as moléculas se formam por átomos diferentes.
O corpo de maior densidade é aquele que apresenta menor volume. Observando a 
fórmula, percebe-se que as grandezas densidade e volume são inversamente propor-
cionais. Se o volume aumenta, a densidade diminui. 
A afirmação é falsa, visto tratar-se de substância composta, considerando que os 
átomos formadores da molécula são diferentes. Os produtos da reação constituem 
mistura formada por moléculas de H2O e K2CO3.
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 a) Em que faixa de temperatura a substância A é totalmente 
sólida?
 b) Em que faixa de temperatura a substância A é totalmente 
líquida?
 c) Qual é a temperatura de ebulição da substância A?
5. Observe os sistemas e responda.
4. Observe o gráfico a seguir, que representa o aquecimento 
da substância A, e responda às questões.
20
30
40
50
T (°C)
Tempo
Sistema A
+
Sistema B Sistema C
 a) Os esquemas estão de acordo com a lei de Lavoisier? 
Justifique sua resposta.
 b) Quais sistemas são constituídos por substâncias puras 
simples? Justifique sua resposta. 
6. A análise de um material mostrou temperatura constante durante 
a fusão e elevação da temperatura durante a ebulição. O material 
é substância pura ou mistura? Justifique sua indicação.
 O líquido X irá ferver? Justifique sua resposta. 
8. Um sistema heterogêneo bifásico forma-se por três líquidos 
diferentes A, B e C. Sabe-se que:
— A e B são miscíveis entre si;
— C é imiscível com A e com B e possui a maior densidade 
entre os três; 
— A é mais volátil que B.
 Com base nas informações, escreva quais os métodos mais 
adequados para separar os três líquidos. Justifique um deles. 
9. Observe o quadro.
7. Não sendo conveniente o aquecimento direto do líquido, 
pode-se utilizar banho-maria. A figura mostra o líquido X, com 
ponto de ebulição igual a +120°C, sendo aquecido indiretamente, 
com água pura, em determinada cidade.
Líquido X
 Determine os valores das incógnitas (X, Y, Z e M) e escreva, 
para cada cálculo, o nome da lei química que você utilizou.
 X = (lei de )
 Y = (lei de )
 Z = (lei de )
 M = (lei de )
Reagente A
44 g
22 g
Reagente B
160 g
Z
Produto C
X
M
Produto D
Y
36 g
Os esquemas não estão de acordo com a lei de Lavoisier; se o número de áto-
mos não se mantém, logo a massa não é conservada.
Os sistemas constituídos por substâncias puras são A e B, pois se formam 
por um só tipo de átomo.
O material é mistura, pois substâncias puras têm temperaturas de fusão e ebulição 
constantes durante as mudanças de estado físico.
Abaixo de 20°C.
Entre 20 e 40°C.
40°C.
132
72
80
66
Lavoisier
Proust
Proust
Proust ou Lavoisier
O líquido não irá ferver, pois água é substância pura e, enquanto estiver em ebulição, a 
temperatura ficará constante (100°C), sob pressão de 1 atm. Desse modo, não chegará 
a 120°C.
Em primeiro lugar se usa a decantação para separar o líquido C da mistura entre A e 
B, já que C possui a maior densidade e vai ficar no fundo do recipiente. Em seguida 
se faz a destilação fracionada para separar A e B.
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10. O clorofórmio não é miscível em água e possui 
densidade igual a 1,5 g/cm3. A substância iodo é muito miscível 
em clorofórmio e praticamente não se dissolve em água. Um 
químico misturou 1,0 g de iodo com 100 cm3 de água e 100 cm3 de 
clorofórmio, agitou o sistema e depois o colocou para repousar. 
Quantas fases irão aparecer? Faça uma figura representando o 
fenômeno. (Densidade da água: 1,0 g/cm3)
11. Dois frascos I e II, contendo os líquidos água e benzeno,ambos incolores, são colocados na geladeira, a 0°C. Após certo 
tempo, observa-se que no frasco I há uma camada de sólido na 
superfície; no frasco II os sólidos estão depositados no fundo.
 Sabendo que líquidos não devem ser aspirados, responda:
— Qual dos frascos contém benzeno?
— Como você chegou a essa conclusão?
II
Líquido
Sólido
Sólido
I
Líquido
 Dadas as densidades em g/cm3: água a 0°C = 1,0; gelo 
a 0°C = 0,92; benzeno líquido a 0°C = 0,90; benzeno sólido a 
0°C = 1,0
 
12. Como uma cozinheira deve proceder para separar sal de 
óleo?
13. Um cozinheiro derramou óleo num recipiente que continha 
açúcar, substância insolúvel nesse líquido. Descreva um método 
para separar o óleo do açúcar, recuperando-os para uso normal.
14. (Osec—SP) Observe a tabela. 
 Sob pressão de uma atmosfera e temperatura de 25ºC, 
as substâncias I, II e III apresentam-se, respectivamente, nos 
estados:
 a) líquido, líquido e sólido.
 b) sólido, sólido e sólido.
 c) líquido, líquido, líquido.
 d) líquido, sólido e sólido.
 e) sólido, líquido e sólido.
 a) Em que estado físico se encontra a glicerina num dia 
muito frio, com temperatura próxima a 0ºC?
 b) Uma mistura de eugenol e glicerina pode ser separada 
por adição de água? Justifique sua resposta.
15. (UFRJ) Um dos critérios utilizados pelos químicos para clas-
sificar as substâncias leva em consideração, principalmente, o 
tipo de elemento e o número de átomos desse elemento. Muitas 
propriedades são decorrentes dessas combinações. A tabela a 
seguir contém propriedades de algumas substâncias.
Substância Temperatura de 
fusão (°C)
Temperatura de 
ebulição (°C)
I –94,3 +56,7
II –38,9 +357
III +660 +2 000
Substâncias PF (°C) PE (°C) Solubilidade 
em água
Densidade 
(g/ml)
Glicerina 20 290 Muito solúvel 1,26
Eugenol –7,5 253 Insolúvel 1,07
Etanodiol –144 35 Pouco solúvel 0,48
Sólido.
Sim, pois glicerina é muito solúvel em água, enquanto o eugenol é insolúvel.
Ela deixa a mistura decantar e, com ajuda de sifão, retira o óleo que é menos den-
so.
Adicionar um pouco de água para dissolver o açúcar. Em seguida, fazer a decantação, 
separando a água e o açúcar do óleo; finalmente, deixar evaporar a água para sepa-
rar o açúcar. A destilação simples não se presta a esse caso, porque o açúcar se ca-
rameliza.
O frasco I contém água, pois gelo é menos denso que água e vai subir. O frasco II 
contém benzeno, que vai descer quando no estado sólido, pois é mais denso que 
no estado líquido.
Número de fases: duas
Água
Clorofórmio + Iodo
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Pára-quedas projetado por 
Leonardo da Vinci (1485)
Leonardo projetou diversas máquinas 
voadoras, inclusive esta parecida 
com os modernos helicópteros.
Leia os textos que se seguem.
Texto 1
Muito se estuda sobre o pintor Leonardo da Vinci, mas esse homem da Renascença foi também um grande in-
ventor. O fascínio de Leonardo pelas máquinas provavelmente começou na infância. Alguns dos seus projetos mais 
precoces mostram claramente como cada parte da máquina funciona. Como aprendiz no estúdio do artista Verocchio, 
Leonardo observava e usava uma variedade de máquinas; estudando-as, adquiriu conhecimento prático sobre design 
e estrutura.
Algumas máquinas eram muito utilizadas naquele tempo. Artesãos sabiam como construí-las e consertá-las, mas a idéia 
de inventar outras não lhes ocorria. Leonardo desenvolveu uma atitude nova em relação às máquinas. Argumentava que, com-
preendendo cada uma das suas partes, poderia modificá-las e combiná-las de diferentes formas, incrementando algumas e 
inventando outras jamais imaginadas antes. Assim, criou descrições precisas sobre funcionamento de peças de máquinas.
O enorme talento de ilustrador possibilitou desenhar suas idéias com clareza excepcional. Cinco séculos depois 
de terem sido postos no papel, alguns de seus projetos são usados para criar modelos perfeitos.
http://www.mos.org/sln/Leonardo/LeoHomePage.html (Adaptado)
Texto 2
Na ciência da natureza, como na ciência do pintor, o homem artífice (semelhante à mente divina) deve descobrir 
o segredo da natureza, o que corresponde a caminhar da visão superficial para as razões da experiência e para a 
necessidade que liga os efeitos às causas. Integram-se, assim, na sua razão criadora, as razões da experiência e as 
necessidades matemáticas que o olho da mente encontra ultrapassando o olho do sentido.
Da Vinci escreve magnificamente sobre si próprio: E impelido pela minha ávida vontade, imaginando poder con-
templar a grande abundância de formas várias e estranhas criadas pela artificiosa natureza, enredado pelos sombrios 
rochedos, cheguei à entrada de uma grande caverna, diante da qual permaneci tão estupefato quanto ignorante. 
Com as costas curvadas em arco, a mão cansada e firme sobre o joelho, procurei, com a mão direita, fazer sombra 
aos olhos comprimidos, curvando-me cá e lá, para ver se conseguia discernir alguma coisa lá dentro, o que me era 
impedido pela grande escuridão ali reinante. Assim permanecendo, subitamente brotaram em mim duas coisas: medo 
e desejo; medo da ameaçadora e escura caverna, desejo de poder contemplar lá dentro algo que fosse miraculoso.
GARIN, Eugênio. Ciência e vida civil no renascimento italiano. São Paulo: Unesp, 1994. p. 97.
1. Converse com seu professor sobre a importância, na ciência, da criatividade unida ao trabalho de registro.
atômicosModelos
Orientação ao pro-
fessor — Estimule 
os alunos a pensar em 
outras mentes que an-
teciparam impor tantes 
invenções e descober-
tas — o olho da men-
te antecipou o olho do 
sentido. Conduza a dis-
cussão até levá-los às 
questões históricas da 
descober ta do átomo. 
Avalie as atitudes e a 
clareza na exposição 
de idéias. 
O projeto Emissão de 
energia refere-se a este 
capítulo.
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CRIANDO MODELOS
Todo cientista, na busca incansável de resul-
tados, aplica metodologia científica para organizar suas 
idéias. Valendo-se da teoria (conhecimento prévio), cria 
modelos para explicar suas observações. Em seguida, faz 
experimentações para comprovar se o modelo é correto 
ou não, até poder formular hipóteses. Estas, após serem 
testadas, podem virar leis.
Criar um 
modelo
1. Formem equipes de até quatro alunos. Cada qual 
receberá uma caixa fechada contendo um objeto, para o 
qual será criado um modelo. Para isso, a equipe poderá 
chacoalhar e cheirar a caixa, mas não abri-la.
2. Desenhe o modelo formulado pela equipe numa folha. 
Em seguida, escreva as razões que levaram a criá-lo.
3. Abram a caixa e comparem o objeto nela contido 
com os desenhos elaborados pelos membros da equipe. 
Registrem suas conclusões.
4. Pesquise nos sites a seguir e responda: o método 
empregado pelas equipes para descobrir o conteúdo das 
caixas foi ou não científico? Justifique sua resposta.
http://www.ozonio.crn.inpe.br/kirchhoff/html/
artigo10.html
http://astro.if.ufrgs.br/metodo.htm
http://sites.uol.com.br/albmesq/artigos/
metcien1.htm
www.geocities.com/matematicacomprazer/barco/
corvosvacas.pdf
O método científico
Leopoldo de Meis e Diucênio Rangel
 Edição do autor. 86 páginas.
Contar a história da evolução do método científico pode ser um risco tedioso. Principalmente se os 
leitores forem jovens mais familiarizados com a linguagem da internet e das histórias em quadrinhos do 
que com os jargões da ciência. Mas nessa cilada não caíram o bioquímico Leopoldo de Meis, do Instituto 
de Ciências Biomédicas, da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), e o desenhista Diucênio 
Rangel. Unindo arte e ciência, eles optarampela linguagem das graphic novels para realizar a proeza. 
O resultado foi um álbum com imagens criadas por Rangel sobre roteiro de De Meis. Os leitores fazem 
uma longa viagem pela história, passando pela consolidação da ciência moderna, que tem como um 
dos marcos a publicação, em 1637, do Discurso sobre o Método, de René Descartes (1596—1650).
http://galileu.globo.com/
Estabelecer 
teoria
Observar
Experimentar
Formular leiFormular 
hipóteses
Orientação ao professor — Avalie a coerência das respostas. Aproveite para explicar 
o que é método científico (aquele que se apóia na observação, isto é, procura dupli-
car os processos da natureza através de experimentos, que uma vez demonstrados 
podem ser repetidos por qualquer pesquisador. Este método não é em nada pareci-
do, por exemplo, ao método dogmático, em que uma crença prevalece sempre, por 
definição). Fale também sobre suas etapas: identificação do problema; experimenta-
ção; registro das conclusões.
Orientação ao profes-
sor — O objetivo des-
ta atividade é estimu-
lar o aluno a construir 
hipóteses sobre fatos 
abstratos. Leve para 
a sala de aula caixas 
fechadas, cada qual 
encerrando um obje-
to como lápis, borra-
cha, pilha. As equipes 
caracterizarão o objeto 
baseadas nas informa-
ções que infiram ape-
nas pelo chacoalhar e 
cheirar a caixa.
A critério do aluno.
A critério do aluno.
A critério do aluno.
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Partículas atômicas
De acordo com a concepção filosófica dos atomistas, 
o átomo era a menor partícula material, indivisível. Quase 
dois mil anos depois de Demócrito, fundamentado na 
lei de Proust, nas próprias observações e em resulta-
dos experimentais, Dalton retomou o modelo do átomo 
indivisível.
Com a descoberta de partículas menores que o átomo, 
físicos e químicos perceberam a impossibilidade de manter 
a idéia do átomo como a menor partícula da matéria. As 
primeiras evidências de que o átomo não era indivisível 
surgiram com as experiências de William Crookes, que 
descobriu os raios catódicos, utilizando o aparelho co-
nhecido por ampola de Crookes.
William Crookes (Inglaterra, 1832—1919)
Crookes deixou inúmeras contribuições para a química e 
a física. É lembrado principalmente pela invenção da ampo-
la de Crookes.
Instrumento formado por tubo de vidro (ampola) con-
tendo gás rarefeito a baixíssima pressão, em cujos extremos 
dois terminais elétricos estão ligados a fonte de alta tensão 
(superior a dez mil volts). O terminal positivo é o ânodo, e o 
negativo, o cátodo. O gás, sob baixa pressão e alta tensão, 
torna-se bom condutor elétrico. Surge, então, um fluxo de 
elétrons que se dirige à parede oposta do tubo, produzindo 
brilho esverdeado (fluorescência). Tal fenômeno decorre do 
choque de elétrons que partem do cátodo com os átomos 
do vidro da ampola.
Esse instrumento conduziu à descoberta dos raios X e 
dos elétrons, além de ter possibilitado o estudo do compor-
tamento dos gases a baixas pressões, como a perda de suas 
características de isolante sob pressões ordinárias.
Ampola de Crookes
Luminosidade 
esverdeada
Cátodo –
+
Ânodo
DESCOBERTA DO ELÉTRON
Em 1876, Goldstein percebeu que a fluorescência 
observada na ampola de Crookes era conseqüência de 
raios emitidos pelo cátodo, os raios catódicos.
Propriedades dos raios catódicos:
— possuem massa, o que se concluiu pela capacidade 
de mover um pequeno molinete ou cata-vento de 
mica colocado dentro da ampola;
–
+
Bomba 
de vácuo
— propagam-se em linha reta, o que se inferiu pela projeção, 
na parede oposta da ampola, de sombras bem-delinea-
das de qualquer objeto intercalado em sua trajetória;
— são portadores de cargas elétricas negativas. Ao 
serem submetidos a campo elétrico perpendicular à 
sua trajetória, provocado por duas placas planas com 
cargas contrárias, os raios desviavam-se repelidos 
pela placa negativa e atraídos pela positiva.
–
+
Sombra de 
anteparo
+–
++++
––––
–
Em 1897, o inglês Joseph John Thomson supôs que 
as partículas dos raios catódicos fossem unidades de 
carga negativa, chamando-as de elétrons. Verificou, ainda, 
que a massa do elétron era muito menor que a massa do 
átomo de hidrogênio. Existindo partículas menores que o 
átomo, não havia como supô-lo indivisível. Caiu por terra 
o modelo atômico de Dalton, e o elétron foi a primeira 
partícula subatômica descoberta.
DESCOBERTA DO PRÓTON
Goldstein experimentou descargas em gases rarefei-
tos (1886), usando como cátodo uma placa perfurada. 
Observou raios luminosos que aparentemente saíam dos 
orifícios — raios anódicos ou canais, com as seguintes 
propriedades:
— retilíneos
— possuem massa
— positivos
Ânodo +
–
Cátodo Raios 
anódicos
Raios catódicos
– –
–
–
–
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Os raios canais não saem dos orifícios. São íons 
positivos do gás que atravessam canais existentes no 
cátodo. O gás hidrogênio origina raios canais com as 
menores cargas positivas existentes (prótons).
A carga elétrica do próton é igual, em módulo, à do 
elétron. Em termos relativos, se a carga do elétron for 
–1, a do próton será +1. Quanto à massa, a do próton é 
1 836 vezes maior que a do elétron.
DESCOBERTA DO NÊUTRON
O físico inglês James Chadwick, trabalhando com 
bombardeamento de átomos, descobriu que, no núcleo 
atômico, além dos prótons, havia partículas neutras da 
massa aproximadamente igual à dos prótons, os nêu-
trons (1932).
1. Pesquise e relacione algumas descobertas 
tecnológicas importantes feitas entre 1880 e 1920. 
Segue sugestão de sites e a revista sobre o assunto.
http://www.klickeducacao.com.br/Conteudo/Refe 
rencia/CDA/Item_View/1,1655,1059-historia-72-,00.html
http://www.webciencia.com/03_invencoes4.htm
Revista Superinteressante. Editora Abril, nov. 1999, 
p. 60-1.
2. Como essas descobertas se relacionam com os 
avanços na ciência? Exemplifique.
Seu televisor emite raios X
MODELO ATÔMICO DE THOMSON
Thomson propôs um modelo para o átomo, admitindo-o 
compacto, eletricamente neutro, formado por quantidades 
iguais de prótons e elétrons (1904). Os elétrons estariam 
distribuídos numa “massa” de prótons como passas num 
pudim. Segundo tal concepção, uma lâmina de ouro, por 
exemplo, seria formada pela justaposição de inúmeros áto-
mos. Com os átomos compactos, a lâmina também o seria, 
isto é, no interior da matéria não haveria espaços vazios.
Modelos atômicos
O aparelho de televisão é aplicação da ampola de Crookes. O tubo de 
imagem possui um cátodo que atira elétrons ordenadamente contra a parte 
interna da tela recoberta de tinta fluorescente que, ao receber energia, 
devolve-a sob forma de luz. A colisão de elétrons contra anteparos duros 
origina os raios X, ondas eletromagnéticas com comprimento de onda 
entre 0,01 Å e 100 Å. No televisor, esses raios têm comprimento próximo 
a 100 Å, sendo considerados longos e, portanto, quase inofensivos. Os 
usados em radiografias (em excesso podem causar prejuízos à saúde) 
são curtos, próximos a 0,01 Å.
MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD 
Ao começar seus experimentos, Rutherford detinha 
conhecimentos importantes:
— na natureza, existiam materiais radioativos, como 
urânio e polônio, capazes de emitir radiações alfa, 
formadas por partículas positivas e pesadas.
— o chumbo era material capaz de impedir a passagem 
de radiações, muito usado para fazer paredes prote-
toras.
— as partículas alfa, atingindo anteparos pintados com 
tinta fluorescente, excitavam a tinta,que emitia luz.
Hoje se sabe que raios alfa são núcleos de hélio, forma-
dos por dois prótons e dois nêutrons. Na época não se co-
nheciam os nêutrons.
O aparelho de televisão é aplicação da ampola de Crookes. O tubo de 
imagem possui um cátodo que atira elétrons ordenadamente contra a parte 
interna da tela recoberta de tinta fluorescente que, ao receber energia, 
devolve-a sob forma de luz. A colisão de elétrons contra anteparos duros 
origina os raios X, ondas eletromagnéticas com comprimento de onda 
entre 0,01 Å e 100 Å. No televisor, esses raios têm comprimento próximo 
a 100 Å, sendo considerados longos e, portanto, quase inofensivos. Os 
usados em radiografias (em excesso podem causar prejuízos à saúde) 
Orientação ao professor — O objetivo desta atividade é levar o aluno a relacionar 
ciência, sociedade e história. 
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Experiência de Rutherford
O sulfeto de zinco é um sal fluorescente, capaz de emitir luz 
quando atingido por determinadas freqüências de energia.
Substâncias fosforescentes, por sua vez, absorvem luz 
continuamente, emitindo-a no escuro. Os interruptores de luz 
são fosforescentes.
Placa de 
chumbo
Material 
radioativo
Lâmina 
de ouro
Anteparo 
fluorescente 
pintado com ZnS
Orifício
Modelo planetário de Rutherford
Núcleo
Prótons = +
Eletrosfera
Elétrons = –
p+
Crítica da física clássica
O modelo atômico de Rutherford foi criticado por con-
trariar a física clássica. Segundo a teoria eletromagnética, 
toda carga elétrica em movimento acelerado perde ener-
gia continuamente. No modelo de Rutherford, o elétron 
descreveria ao redor do núcleo movimento circular (de 
aceleração centrípeta), devendo perder energia conti-
nuamente até cair no núcleo. Se fosse assim, o modelo 
atômico de Rutherford seria insustentável.
MODELO ATÔMICO DE NIELS BOHR
O cientista Niels Bohr explicou e aprimorou o modelo 
de Rutherford, após análise do espectro de hidrogênio e 
aplicando a teoria quântica de Max Planck.
O esquema mostra a projeção, em tela (ou película 
fotográfica), da decomposição da luz emitida por lâm-
pada incandescente (ou luz solar), quando passa pelo 
prisma de vidro.
Espectro contínuo de luz visível
Max Planck criou a teoria quântica, marco na física (1900). 
Antes dela existia a física clássica e depois, a física moderna. Por 
sua teoria, Planck recebeu o Prêmio Nobel de Física (1918).
A luz branca compõe-se por radiações de diversas 
freqüências. Atravessando o prisma, cada radiação sofre 
desvio diferente, separando-se assim as cores que consti-
tuem a luz. As radiações, projetadas num anteparo, formam 
um espectro contínuo, com as cores do arco-íris.
A única explicação para o que pôde observar em seus 
experimentos foi admitir que como a maioria das partí-
culas não sofre desvios de trajetória, devem predominar 
espaços vazios na matéria. No interior do átomo também 
devem existir espaços não-preenchidos.
Caiu assim o conceito de átomo compacto. As par-
tículas alfa desviadas de trajetória deviam esbarrar em 
núcleos de grande concentração de matéria positiva, que 
são, possivelmente, muito pequenos em relação aos áto-
mos, visto afetarem a trajetória de poucas partículas.
Com base nas observações e nas explicações en-
contradas, Rutherford propôs um modelo para o átomo 
com as seguintes características:
— formado por pequenos núcleos positivos nos quais 
se concentram os prótons, muito mais pesados que 
os elétrons; por isso, no núcleo se concentra a massa 
do átomo.
— ao redor do núcleo, na região da eletrosfera, giram 
elétrons em órbitas circulares. Assim, entre os elétrons 
e o núcleo há predominância de espaços vazios.
— seu raio é dez a cem mil vezes maior que o raio do 
núcleo.
— denomina-se também modelo planetário, por ser 
análogo ao Sistema Solar — o núcleo corresponde 
ao Sol e os elétrons, ao planetas; entre o Sol e os 
planetas predominam espaços vazios.
Película 
fotográfica
Feixe de luz 
decomposta
Prisma
Feixe de luz 
natural
Utilizando partículas alfa emitidas pelo polônio, 
Rutherford bombardeou uma finíssima lâmina de ouro. 
A observação dos pontos luminosos no anteparo fluo-
rescente revelou que: a maioria das partículas passava 
pela lâmina de ouro sem desvios; algumas desviavam a 
trajetória; poucas batiam no ouro e voltavam. De acordo 
com o conhecimento da época, a lâmina de ouro deveria 
ser totalmente compacta, porque os átomos o eram. As 
partículas alfa atravessariam a lâmina de ouro fazendo 
buracos e arrancando átomos do metal. A maioria das 
partículas, porém, atravessava a lâmina, sem desvios.
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— Absorvendo energia, o elétron 
salta para outra órbita num nível de 
energia superior. Nessa posição, 
fica instável e retorna para uma 
órbita menos energética, emitindo 
um fóton (quantum de luz).
Pegue um CD ou CD-ROM e olhe-o na direção 
de uma lâmpada incandescente, inclinando-o 
de várias maneiras. Com auxílio de seus professores de 
física e de química, descreva o que é observado.
Se tivesse um detector capaz de medir a intensidade 
de cada cor dispersada pelo CD, você obteria uma curva 
semelhante à deste gráfico:
Repetindo a experiência com a lâmpada de gás 
hidrogênio, observam-se apenas algumas linhas no 
espectro.
— O arco-íris é um espectro contínuo.
— Antes de ser comprovada a existência de 
hélio na Terra, a análise do espectro solar permitiu 
a descoberta desse elemento (1868).
— A luz emitida pelos átomos do elemento é caracte-
rística dele, como se fosse sua impressão digital.
Energia empacotada
4 000
Comprimento de 
onda (angströms)
Intensidade
5 000 6 000 7 000
Com a luz de hidrogênio, 
observam-se apenas 
algumas linhas no espectro.
Feixe de luz
Prisma
Película
Neste caso, o espectro é descontínuo ou de linhas. O hidrogênio 
inflamado pela descargda elétrica só consegue emitir radiações de 
determinadas freqüências (energias).
Lâmpada de gás 
hidrogênio
Espectro descontínuo de luz visível
Feixe de luz
A teoria quântica de Planck dei-
xou de admitir a energia como algo 
contínuo; segundo ela, a energia é 
quantizada — formada por pacotes de 
energia, cada qual correspondendo 
a um quantum.
A luz branca, composta de ra-
diações de diversas freqüências, 
forma-se por inúmeros quanta (plural 
de quantum) de energias diferentes. 
Em radiações de uma só freqüência 
(uma só energia), todos os quanta 
têm a mesma energia.
Em radiações eletromagnéticas 
(luz, raios X, infravermelho, ultravio-
leta), quantum denomina-se fóton 
também. Bohr rebateu a crítica da 
mecânica clássica sobre o modelo de 
Rutherford, afirmando que, no âmbito 
atômico, não se aplica física clássica 
e, sim, a teoria quântica. Desse modo, 
enunciou seus postulados:
— Os elétrons giram ao redor do 
núcleo em órbitas circulares está-
veis e bem-definidas, sem irradiar 
energia espontaneamente.
ε recebida
Elétron 
ativado
ε liberadaQuantum
Fóton
Tais radiações originam as linhas 
no espectro do hidrogênio. Como só 
aparecem algumas linhas no espec-
tro, Bohr concluiu que os elétrons 
do hidrogênio somente absorvem (e 
depois irradiam) quantidades bem-
definidas de energia (quantum). Para 
explicar essas linhas, ele admitiu:
Existem sete níveis bem-definidos 
de energia (camadas eletrônicas) em 
que os elétrons podem ter órbitas es-
táveis. Esses níveis são designados 
pelos números quânticos principais 
(de 1 a 7), simbolizados generica-
mente pela letra n eassociados, 
portanto, às energias dos elétrons.
Os níveis de energia (camadas 
eletrônicas) são designados pelas 
letras K, L, M, N, O, P, Q. Elétrons 
dos átomos de hidrogênio ocupam, 
normalmente, o nível 1 (de menor 
energia). Recebendo energia, podem 
saltar para qualquer dos seis níveis 
seguintes. Ao retornarem para o nível 
original, emitem radiações em seis 
freqüências (quanta) diferentes. Isso 
explica as linhas do espectro.
Na lâmpada de hidrogênio, por 
exemplo, os átomos do elemento 
possuem, cada qual, um só elétron, 
que gira em órbita estável, sem ab-
sorver ou irradiar energia esponta-
neamente. Quando ocorre descarga 
elétrica no interior da lâmpada, os 
elétrons absorvem energia e saltam 
para órbitas mais energéticas. Esses 
elétrons tendem a voltar para as órbi-
tas originais, irradiando a energia que 
haviam absorvido, emitindo luz.
Há um padrão de cores intensas, que são o espectro da lâmpada que está iluminan-
do o CD ou espectro de um corpo negro.
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Organizados em grupos de até quatro pessoas, construam maquetes dos modelos atômicos de
Thomsom, Rutherford e Bohr. Para isso, utilizem massa de modelar, argila, papel crepom, bolas de isopor 
de vários tamanhos, cartolina, arame e fios. Exponham os modelos em sua escola, devidamente identificados e 
com legendas explicando quando, onde e com base em que pressupostos teóricos foram criados.
Números quânticos principais
 K L M N O P Q
n = 1 2 3 4 5 6 7
Qualquer que seja o salto eletrô-
nico, a troca de energia é sempre de 
um quantum, não importando quantos 
níveis o elétron salte. Indo do nível um 
para o dois ou do um para o cinco, o 
elétron absorve um quantum. A ener-
gia contida no quantum do primeiro 
salto é menor que a no quantum do 
segundo.
Ma
ior
 en
erg
ia t
ota
l
Maior energia potencial
Maior energia cinética
1. De que forma o modelo de Rutherford contra-
diz a física clássica?
2. Compare o espectro de emissão contínuo e o descontí-
nuo.
3. Segundo Bohr, aos elétrons de um átomo são permitidas 
quaisquer órbitas eletrônicas?
4. Teoricamente, são permitidas inúmeras órbitas para os elé-
trons de um átomo. Entretanto é pouco provável haver elétrons 
em órbitas muito distantes do núcleo. Por que isso ocorre?
5. Na ciência, assim como na vida, é só aquilo que pode ser 
comprovado que deve ser aceito?
K L M N O P Q
6. Sobre as experiências relativas à descoberta 
dos elétrons e dos prótons, é correto afirmar:
01) Em uma ampola de Crookes contendo gás rarefeito, 
os raios catódicos produzem fluorescência.
02) Raios catódicos não possuem massa.
04) Raios catódicos propagam-se em linha reta.
08) Raios catódicos são formados por elétrons.
16) Os raios canais produzidos usando-se hidrogênio como 
gás residual permitiram a descoberta dos prótons.
32) Raios canais nascem no ânodo.
7. O modelo atômico proposto por Thomson perdurou por cur-
to tempo na história da química. Entretanto teve sua importân-
cia por ter sido o primeiro a:
a) admitir o átomo nuclear.
b) aceitar a existência de vazios na matéria.
c) admitir o átomo divisível, compacto e formado por pró-
tons e elétrons.
d) admitir o elétron como onda-partícula.
e) aceitar o princípio da incerteza.
Orientação ao professor — Construindo as maquetes, os alunos poderão 
expressar dúvidas quanto a cada um dos modelos. Será uma opor tunidade 
de resolvê-las. Avalie também as atitudes no grupo, a par ticipação no tra-
balho e a originalidade quanto ao emprego dos materiais.
A física clássica diz que uma par tícula em movimento circular uniforme deveria perder 
energia. Assim, o elétron deveria cair sobre o núcleo, o que não acontece.
No espectro contínuo não se observam espaços vazios. Todas as cores se comple-
tam. No descontínuo, percebem-se espaços brancos entre as cores.
Não. Segundo Bohr, os elétrons de um átomo somente podem ter determinadas ór-
bitas estáveis.
Elétrons muito distantes serão fracamente atraídos pelo núcleo e facilmente esca-
parão do átomo.
A critério do aluno.
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O texto a seguir refere-se às questões 11, 12 e 13.
 Certos materiais, após absorverem luz ultravioleta, emitem 
de volta luz visível; esse é o fenômeno da luminescência. Quan-
do a emissão ocorre logo após o recebimento da luz ultravioleta 
e cessa tão logo o agente causador desapareça, tem-se fluo-
rescência. Se, no entanto, a emissão persistir algum tempo, em 
certos casos, até horas, na ausência do agente causador, ocor-
re fosforescência.
11. Interruptores de luz, que tomam cor esverdeada no escu-
ro, são fosforescentes ou fluorescentes? Por quê?
12. Descreva a relação que esses fenômenos têm com os pos-
tulados de Bohr.
13. Por que é impossível determinar, ao mesmo tempo, veloci-
dade e posição do elétron?
14. No núcleo atômico existem prótons e nêutrons. Os prótons 
se repelem mutuamente; apesar disso, mantêm-se juntos no nú-
cleo. Acredita-se que os nêutrons atuam como “cola” nuclear ao 
manter os prótons juntos, mesmo havendo forte repulsão entre 
eles. O que aconteceria com o núcleo atômico se não existis-
sem os nêutrons?
15. (Fuvest—SP) O sódio e seus compostos, em determinadas 
condições, emitem luz amarela característica. Explique esse fe-
nômeno em termos de elétrons e níveis de energia.
16. Determine o que ocorre quando um elétron salta da cama-
da número 3 para a número 2, mais próxima do núcleo.
 a) Elétron absorve (n3 – n2) quanta de energia.
 b) Elétron libera uma onda eletromagnética equivalente à 
energia de (n1 + n2) quanta de energia.
 c) Elétron libera um quantum de energia. 
 d) Muda o sinal do elétron.
 e) O elétron absorve (n3 + n2) quanta de energia.
8. (UFMG) Dalton, Rutherford e Bohr propuseram, em diferen-
tes épocas, modelos atômicos. Algumas características desses 
modelos são apresentadas a seguir.
Modelo I — núcleo atômico denso com carga positiva. Elétrons 
em órbitas circulares.
Modelo II — átomos maciços e indivisíveis.
Modelo III — núcleo atômico denso, com carga positiva. Elé-
trons em órbitas circulares de energia quantizada.
 A associação modelo / cientista correta é:
a) I / Bohr; II / Dalton; III / Rutherford
b) I / Dalton; II / Bohr; III / Rutherford
c) I / Dalton; II / Rutherford; III / Bohr
d) I / Rutherford; II / Bohr; III / Dalton
e) I / Rutherford; II / Dalton; III / Bohr
9. Calcule a soma das afirmações corretas relativas ao mode-
lo atômico de Bohr.
01) Elétrons ocupam posições fixas, emitindo energia para 
o sistema.
02) Elétrons descrevem, ao redor do núcleo, órbitas circu-
lares com energias determinadas.
04) Em órbita estável ao redor do núcleo, os elétrons mo-
vimentam-se sem emitir energia, espontaneamente.
08) Quando o elétron recebe energia suficiente do exterior, 
salta para outra órbita mais energética.
16) O elétron, numa órbita com maior energia que sua ori-
ginal, tende a voltar, emitindo a energia recebida.
32) Para Bohr, o elétron é partícula negativa indestrutível e 
localiza-se numa região junto ao próton. 
10. Em relação ao modelo atômico de Bohr, calcule a soma das 
afirmações corretas.
01) O modelo de Bohr nasceu da observação do espectro 
de hidrogênio e da aplicação da mecânica quântica de 
Max Planck.
02) Elétrons giram ao redor do núcleo com constante perda 
de energia.
04) A eletrosfera é formada por sete níveis de energia de-
signados pelas letras K, L, M, N, O, P, Q.
08) A expressão 1 „ n „ 7 mostra o campo de variação 
dos níveis de energia.
16) Ao saltar de um nível mais externo para outro mais in-
terno, o elétron emite energiana forma de ondas ele-
tromagnéticas.
Fosforescentes, pois demoram a perder o efeito de emitir luz.
Ao receber luz, os elétrons são excitados e depois tendem a voltar, devolvendo a 
energia recebida na forma de luz.
Porque, para saber a posição, é necessário enviar energia até o átomo; este, ao rece-
bê-la, irá, por absorção, alterar sua própria energia, mudando de posição.
Provavelmente o núcleo estouraria, e os prótons se afastariam, por repulsão elétrica. 
Isso admitindo não existirem outras forças atuando para manter os prótons juntos.
Ao receber energia, um elétron salta de um nível interno para um mais externo. Quan-
do cessa o estímulo, tende a voltar à órbita original, emitindo a energia recebida na 
forma de luz. Cada elemento químico emite radiações características com determi-
nada cor. No caso do sódio, a cor é amarela.
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Senhor Presidente,
Algumas pesquisas desenvolvidas recentemente por E. Fermi e L. Szilard, cujas 
comunicações me foram entregues em manuscritos, induziram-me a considerar que o 
elemento urânio possa ser transformado, num futuro próximo, em uma nova e impor-
tante fonte de energia. Alguns aspectos da situação justificam uma certa vigilância e 
uma rápida intervenção por parte da administração estatal. Considero, portanto, que 
seja meu dever solicitar seu total interesse no assunto. 
Nos últimos quatro meses foi confirmada a possibilidade (graças aos trabalhos de 
Joliot Curie, na França, e os de Fermi e Szilard, na América) de produzir, em uma grande 
massa de urânio, uma “reação nuclear em cadeia” capaz de gerar quantidade de ener-
gia e numerosos elementos com características semelhantes às do rádio. Atualmente, 
temos quase certeza de podermos chegar a esses resultados num futuro imediato.
Esse novo fenômeno poderá permitir a construção de bombas extremamente poten-
tes. Uma única bomba desse novo tipo, transportada por uma embarcação e explodindo 
num porto, poderá destruir inteiramente o porto e grande parte do território adjacente. 
Todavia elas devem ser relativamente pesadas para serem transportadas por avião.
Os Estados Unidos dispõem de uma quantidade pequena de minério com baixo 
teor de urânio. Encontramos bons minérios de urânio no Canadá e na Tchecoslováquia, 
sendo o país que possui as melhores minas de urânio o Congo Belga.
Em função de toda essa situação, seria interessante e oportuno um contato perma-
nente entre a alta administração do governo e o grupo de físicos que estão estudando 
a “reação em cadeia” na América. Uma das maneiras de realizar tal ligação seria a es-
colha de uma pessoa que gozasse de sua confiança e que pudesse agir de maneira 
não-oficial. As suas atribuições seriam as seguintes: manter o governo informado dos 
desenvolvimentos recentes nesse campo e formular recomendações por meio de in-
tervenções do Estado, para assegurar aos Estados Unidos o suprimento necessário de 
material uranífero; acelerar o trabalho no campo experimental que se desenvolve atual-
mente nos laboratórios das universidades de maneira limitada, fornecendo mais finan-
ciamento ou, caso seja necessário, mantendo contato com empresas privadas dispos-
tas a colaborar com essa causa e procurando a participação de laboratórios industriais 
que disponham de aparelhagem necessária.
Sou conhecedor de que a Alemanha, efetivamente, bloqueou a venda de urânio 
das minas da Tchecoslováquia, das quais tomou posse. A decisão de agir rapidamen-
te dessa forma pode ser explicada pelo fato de que o filho do sub-secretário de Esta-
do, Von Weizsäcker, trabalhar no Kaiser- Wilhelm-Institut de Berlim, onde estão sendo 
realizadas, em parte, as mesmas pesquisas sobre o urânio que se desenvolvem nos 
Estados Unidos.
Cordialmente, Albert Einstein
http://pub2.Incc.br/sbmac/com-fig/public/bol/BOL-2/artigos/jader/jader.html
Leia o texto.
No dia 16 de janeiro de 1939, chegava a Princeton o professor Niels Bohr. Conver-
sando com Einstein e Wheeler, apresentou os trabalhos de Frisch, Meitner, Otto Hahn 
e Strassman. Einstein, entusiasmado, pensou na possibilidade da utilização da ener-
gia liberada na fissão. Numa conferência na Universidade George Washington, Fermi e 
Bohr tiveram oportunidade de trocar informações sobre o problema da fissão.
Com a finalidade de influenciar Franklin Delano Roosevelt, então presidente dos 
Estados Unidos, a financiar pesquisas sobre fissão nuclear, Albert Einstein escreveu-
lhe uma carta. Szilard conseguiu que Alexandre Sachs, empresário e amigo do presi-
dente, entregasse-a.
Segue a íntegra da carta de 2 de agosto de 1939.
Energia nuclear, escultura criada por Henry Moore (Inglaterra, 
1898—1986), em homenagem ao nascimento da energia nuclear.
Modelo
A 2 dezembro de 1942 foi criado, pela Universidade de Chicago, o primeiro rea-
tor nuclear.
Após a leitura da carta, debata com os colegas e responda: a ciência influencia 
a política ou a política é que influencia a ciência? Que descobertas científicas atuais 
têm suscitado debates políticos e éticos na sociedade?
atômicoatual
Orientação ao profes-
sor — O objetivo da ati-
vidade é levar o aluno a 
perceber a impor tância 
da atuação política do 
cientista e da ética na 
ciência. A turma poderá 
entrevistar um pesqui-
sador (professores uni-
versitários costumam ser 
pesquisadores). Dentre 
as descober tas científi-
cas atuais, eles deverão 
lembrar a clonagem, os 
alimentos transgênicos... 
Comentem sobre como 
isso afeta a política in-
ternacional. 
O projeto O papel do 
químico na socieda-
de refere-se a este ca-
pítulo.
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Observe que elétrons em níveis inferiores podem ter 
mais energia do que elétrons em níveis superiores, de-
pendendo dos subníveis ocupados. Exemplo: um elétron 
que ocupe 4d é mais energético do que outro em 5s, em-
bora este se encontre em nível mais elevado.
1. Escreva a configuração eletrônica dos 
átomos que contêm os seguintes números 
de elétrons:
17 
31 
52 
63 
2. Sabendo que um átomo do elemento químico bromo 
tem 35 elétrons, escreva sua configuração eletrônica 
em subníveis de energia, segundo o diagrama de Linus 
Pauling, e determine os números quânticos principal e 
secundário dos últimos elétrons de seu subnível mais 
energético.
3. Determine o número de elétrons contidos num átomo 
cuja configuração eletrônica tenha como subnível de maior 
energia p 4d7.
ÍONS
O átomo pode, em processo químico, receber ou ce-
der elétrons, transformando-se em íon.
 Os sais minerais, 
substâncias presentes 
nos alimentos regulado-
res, são íons.
Cl–, Na+, K+, Fe2+, 
Fe3+, Cr3+, Ca2+, PO3–4, 
SO2–4, Zn2+, F–
Suponha um átomo de sódio que contenha 11 pró-
tons (+) no núcleo e 11 elétrons (–) na eletrosfera.
11Na 2 8 1 1s2 2s2 2p6 3s1
 K L M
O modelo atômico de Bohr foi desenvolvido com fun-
damento na análise do espectro do hidrogênio, o mais 
simples dos átomos. Fazendo espectros de emissão para 
átomos mais complexos, os cientistas descobriram que 
algumas linhas do espectro eram conjuntos de linhas 
muito próximas, revelando elétrons com energias dife-
rentes dentro do mesmo nível.
Na década de 1920, cientistas chegaram à conclusão 
de que o elétron apresentava comportamento duplo, de 
onda—matéria, pois podia mover pequenos objetos (am-
pola de Crookes) e, ao mesmo tempo, sofria difração, fe-
nômeno típico de ondas. Houve necessidade de adaptar 
o modelo de Bohr à nova realidade.
Subníveis de energia
Capacidade que as ondas (como o som e a luz) apresen-
tam de contornar certos obstáculos.
Sommerfeld explicou as diferenças de energiapara elé-
trons de mesmo nível (1915), admitindo que, além das órbitas 
circulares propostas por Bohr, os elétrons podem apresentar, 
também, órbitas elípticas de diferentes excentricidades.
Assim, um conjunto de subníveis de energia forma 
um nível de energia. Enquanto os níveis são designados 
pelos números quânticos principais, os subníveis repre-
sentam-se pelos números quânticos secundários ou azi-
mutais, simbolizados por (l).
Valores possíveis para os números quânticos secun-
dários (l): 0, 1, 2 e 3.
O zero corresponde à órbita circular, e os demais va-
lores, a órbitas elípticas de diferentes excentricidades.
Os subníveis de energia também se representam pe-
las letras s, p, d, f, que correspondem, respectivamente, 
aos números 0, 1, 2, 3.
 s p d f Subníveis
l = 0 1 2 3 Números quânticos
O diagrama de Linus Pauling mostra os diversos sub-
níveis existentes para os átomos. A seta indica o sentido 
de crescimento da energia.
DIAGRAMA DE LINUS PAULING
1s2
2s2
3s2
4s2
5s2
6s2
7s2
2p6
3p6
4p6
5p6
6p6
3d10
4d10
5d10
6d10
4f14
5f14
Ene
rgia
 cre
sce
E
ne
rg
ia
 c
re
sc
e
2 e–
8 e–
18 e–
32 e–
32 e–
18 e–
2 e–
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p4
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f7
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
4p5: n = 4; l = 1
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d7
2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 10 + 6 + 2 + 7 = 45
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Esse átomo pode ceder o elétron de sua camada de 
valência. Desse modo, continua com 11 cargas positivas 
(prótons), mas só com 10 negativas (elétrons). Fica de-
sequilibrado eletricamente e tem como resultante a carga 
positiva +1. Torna-se, então, um íon positivo — cátion — 
e sua nova distribuição eletrônica será 1s2 2s2 2p6.
Camada mais externa do átomo, contendo o maior núme-
ro quântico principal. Determina o comportamento químico do 
elemento. Durante a ionização dos átomos (transformação em 
íons), há troca de elétrons na camada de valência.
Átomo Elétron Cátion monovalente
O cátion é sempre menor que seu átomo de origem.
– – +
Supondo um átomo de cloro que contenha 17 pró-
tons no núcleo e 17 elétrons na eletrosfera:
17Cl 2 8 7 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
 K L M
Ao receber um elétron em sua camada de valên-
cia, continua com 17 cargas positivas no núcleo, mas 
com 18 cargas negativas na eletrosfera. O resultado é 
uma carga negativa de excesso, o íon negativo de nome 
ânion.
Nova distribuição eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Átomo Elétron Ânion monovalente
+ – –
Um ânion é sempre maior que seu átomo de origem.
Classifica-se um íon de acordo com o número de elé-
trons trocados. Ao adquirir carga +2, torna-se cátion diva-
lente; carga +3, cátion trivalente; carga –2, ânion divalente; 
carga –3, ânion trivalente; e assim sucessivamente.
1. Escreva a distribuição eletrônica do cá-
tion divalente do elemento cálcio, que pos-
sui 20 prótons.
2. Escreva a distribuição do ânion monovalente do cloro, 
que possui 17 prótons.
3. O selênio, que possui 34 prótons no núcleo e 34 elé-
trons na eletrosfera, ao ligar-se a outros elementos, tende 
a receber 2 elétrons para completar sua camada de va-
lência com elétrons, tornando-se ânion divalente. Como 
se escreve a distribuição eletrônica desse ânion? 
4. Determine a distribuição eletrônica, em subníveis de 
energia, para:
 a) elemento químico enxofre, que possui 16 pró-
tons.
 b) cátion divalente com subnível de maior energia 
3p e seis elétrons.
5. Faça a configuração eletrônica do íon 26Fe+3.
MOMENTO MAGNÉTICO DO ELÉTRON
Do eletromagnetismo, sabe-se que qualquer carga 
elétrica em movimento produz campo magnético. Assim, 
elétrons com órbitas circulares ou elípticas ao redor do 
núcleo também criam campos magnéticos. Em termino-
logia científica, diz- se: cada elétron possui um momento 
magnético.
No átomo, elétrons de mesmo nível e subnível po-
dem ter órbitas idênticas na forma, com orientações dife-
rentes no espaço, tendo, portanto, diferentes momentos 
magnéticos. Para caracterizar os momentos magnéticos 
dos elétrons, utilizam- se números quânticos magnéticos, 
simbolizados por ml, podendo assumir os seguintes va-
lores, conforme os subníveis:
Subnível Valores dos números quânticos magnéticos
s
p
d
f
0
–1 0 +1
–2 –1 0 +1 +2
–3 –2 –1 0 +1 +2 +3
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
Cátion divalente significa que o átomo de origem cedeu dois elétrons. O número de 
prótons não se altera e será, assim, duas unidades maior que o de elétrons.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Fazendo inicialmente a distribuição para o átomo de ferro:
Fe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
Retirando os dois elétrons da valência 4s2: íon Fe+2
Retirando mais um elétron da nova valência (3d): íon Fe+3
Fe+3 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5
Z = 20 (com 20 prótons e 20 elétrons) — Ao se tornar cátion divalente, cede dois 
elétrons, ficando com 18.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Z = 17 (com 17 prótons e 17 elétrons) — Ao se tornar ânion monovalente, recebe 
um elétron, ficando com 18.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
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SPIN DO ELÉTRON
Goldsmith e Uhlenbeck anunciaram, em 1925, que 
os elétrons de um átomo, além do movimento de trans-
lação ao redor do núcleo, fazem o de rotação em torno 
do próprio eixo — o spin.
Para caracterizar os dois tipos de spin, define-se o 
número quântico de spin, simbolizado por ms, que as-
sume os valores +1/2 e –1/2.
Por convenção: (↑) –1/2 (↓) +1/2
Dois elétrons próximos com spins paralelos repelem-
se, em razão das ações magnéticas; elétrons com spins 
antiparalelos se atraem.
Atração spins antiparalelos Repulsão spins paralelos
PRINCÍPIO DE EXCLUSÃO
Wolfgang Pauli, após examinar as configurações 
de inúmeros átomos, percebeu que não poderiam exis-
tir, em um átomo, dois elétrons com os quatro números 
quânticos iguais. Essa afirmativa é o princípio de exclu-
são de Pauli.
Desse modo, no átomo, cada elétron se define pelo 
conjunto de seus quatro números quânticos.
Número quântico principal: define o nível de 
energia.
Número quântico secundário (azimutal): caracte-
riza o subnível de energia e o tipo de órbita (circular ou 
elíptica).
Número quântico magnético: associado à orienta-
ção da órbita no espaço e ao momento magnético criado 
pelo elétron em razão da translação.
Número quântico de spin: refere-se à rotação do 
elétron em torno de seu eixo e ao magnetismo gerado 
pela rotação.
Pauli recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1945, pelo 
princípio de exclusão.
ELÉTRON — ONDA OU PARTÍCULA?
Em 1923, Louis de Broglie havia sugerido que os elé-
trons poderiam ter aspectos ondulatórios. Três anos de-
pois, Schrödinger imaginou um átomo no qual o elétron 
não seria uma partícula girando ao redor do núcleo, mas 
um conjunto de ondas que vibram ao redor do núcleo. 
Nascia outro ramo da física: a mecânica ondulatória.
PRINCÍPIO DA INCERTEZA
Enunciado por Heisenberg (1927).
É impossível determinar com exatidão a posição e 
a energia de um elétron ao mesmo tempo.
Para enxergar o elétron em sua órbita atômica, al-
guma forma de energia deveria atingi-lo e retornar, para 
ser captada pelo observador. Ao ser atingido pela ener-
gia, o elétron absorveria parte dela e mudaria a própria 
energia e posição. Assim,para determinar a posição do 
elétron, obrigatoriamente se altera a energia. Em outras 
palavras, não é possível determinar exatamente a posi-
ção e a energia do elétron. Não há órbitas bem-definidas 
com energias bem-determinadas.
CONCEITO DE ORBITAL
Como conseqüência do princípio da incerteza, era im-
possível definir órbitas circulares e elípticas para os elé-
trons com energias bem-determinadas. Optando-se pela 
determinação exata da posição, há incerteza na energia; 
se a opção for pela exatidão de energia, a posição será 
incerta. A escolha dos cientistas foi trabalhar com me-
didas exatas de energia e deixar a posição dos elétrons 
como incertas.
Dessa forma, não há mais sentido em mencionar tra-
jetória ou órbita do elétron e, sim, a região em que ele se 
encontra com maior probabilidade, que é o orbital.
Orbital: região do espaço onde se tem a máxima pro-
babilidade de encontrar determinado elétron. Schrödin-
ger, utilizando a mecânica ondulatória, deduziu equações 
matemáticas que determinam as formas dos orbitais.
Orbitais d e f, de formas mais complexas, não serão 
estudados. Um átomo com elétrons em 1s, 2s, 2p e 3s 
tem os orbitais desenhados assim:
Os três orbitais p (triortogonais)
NÚMEROS QUÂNTICOS E ORBITAIS
Os quatro números quânticos definidos no modelo 
atômico de Bohr continuam a existir no modelo ondulató-
rio. Há apenas algumas mudanças de interpretação.
Número quântico principal: define os sete níveis 
de energia.
Número quântico secundário (azimutal): define os 
subníveis de energia, mas não representa órbitas circu-
lares e elípticas; está associado às formas geométricas 
dos orbitais: esférica, de halteres e outras.
Os três orbitais 
2p
1s
2s
3s
Núcleo
Orbital s (esférico) Orbital p (forma de alteres)
Núcleo
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Pelo princípio de exclusão de Pauli, num or-
bital há no máximo dois elétrons, com spins 
opostos.
Número quântico magnético: associado a momen-
tos magnéticos dos elétrons; indica a orientação espa-
cial dos orbitais.
Exemplo: há três números quânticos magnéticos para 
os orbitais p, porque podem ocupar três posições distin-
tas no espaço (px — py — pz, triortogonais).
Número quântico de spin: relaciona-se ao magne-
tismo de rotação dos elétrons.
Número 
quântico Símbolo Valores
Significado 
físico
Principal n
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
K, L, M, N, O, P, Q
Níveis de 
energia
Secundário 
ou azimutal l
0, 1, 2, 3
s, p, d, f
Subníveis de 
energia
Forma dos 
orbitais
Magnético ml ou m
0
–1 0 +1
–2 –1 0 +1 +2
–3 –2 –1 0 +1 +2 +3
Momento 
magnético
Orientação do 
orbital
Spin ms ou s
–1/2 ↑
+1/2 ↓
Magnetismo 
de rotação do 
elétron
ELÉTRONS NOS SUBNÍVEIS
O diagrama ilustra o número de orbitais por subnível, 
cada qual com o máximo de elétrons que comporta.
Subnível s (2 elétrons)
Subnível p (6 elétrons)
Subnível d (10 elétrons)
Subnível f (14 elétrons)
1 orbital
3 orbitais
5 orbitais
7 orbitais
ELÉTRONS NOS NÍVEIS
Utilizando o diagrama de Linus Pauling, calcula-se o 
número máximo de elétron de cada camada ou nível ele-
trônico. Somam-se os elétrons comportados pelos sub-
níveis que constituem o nível em questão.
ELÉTRONS NOS ORBITAIS
Regra de Hund
A regra de Hund orienta sobre o preenchimento dos 
orbitais de mesmo subnível: da esquerda para a direita, 
coloca-se um elétron em cada orbital; quando todos os 
orbitais já possuírem um elétron, inicia-se o preenchi-
mento com o segundo elétron.
1. Escreva a distribuição eletrônica de um 
átomo com 26 elétrons.
2. Agrupe os elétrons do exercício anterior, por cama-
das eletrônicas.
3. Escreva a distribuição dos elétrons do exercício ante-
rior nos orbitais e disponha-os em diagrama cartesiano, 
respeitando a ordem de crescimento energético.
4. Determine os quatro números quânticos dos elétrons 
de diferenciação dos subníveis:
a) 3s1
b) 4p5
c) 3d4
d) 4f9
Admitindo que no subnível 3p sejam colocados 
4 elétrons:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
Sentido de crescimento da energia
Entre parênteses estão indicados os números de elétrons por camada.
 K = 2, L = 8, M = 14 e N = 2
A última camada do átomo é a de valência. No caso desse átomo, a camada de valência, 
principal responsável pelo comportamento químico do átomo, é N, com 2 elétrons.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d6 4s2
K
(2)
L
(8)
M
(14)
N
(2) Camada de valência
O subnível de maior energia (3d) ficou incomple-
to, com 6 elétrons. Estaria completo com 10; ao 
colocar o sexto, porém, completam-se os 26 elé-
trons do átomo.
Trata-se da mesma distribuição eletrônica mostrando os orbitais de cada subnível e 
os elétrons que os ocupam.
2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
Observe que a distribuição dos elétrons no subnível 3d obedece à regra de Hund.
Dispondo em diagrama car tesiano:
1
2
3
4
n = 3; l = 0; ml = 0; ms = –1/2
n = 4; l = 1; ml = 0; ms = +1/2
n = 3; l = 2; ml = +1; ms = –1/2
n = 4; l = 3; ml = –1; ms = +1/2
1s2
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7. Sabendo que o átomo de sódio possui 11 prótons, 
escreva a distribuição eletrônica, em subníveis de ener-
gia, e identifique o número de elétrons que ele possui 
com número quântico secundário (l) igual a zero.
8. Determine os quatro números quânticos para o elé-
tron de diferenciação (último elétron colocado na distri-
buição eletrônica seguindo o diagrama de Linus Pauling), 
dos subníveis a seguir.
5. O andróide Data, da série de ficção científica Jornada nas 
Estrelas, enfrentou um problema para salvar seu capitão. Sa-
bendo que a transmissão de dados dos Borgs (seus inimigos) 
se dá por meio de chips de carbono (C, Z = 6), bastava intro-
duzir no circuito mestre um mínimo de 100 mg de impureza que 
apresentasse, em seu estado fundamental, apenas 3 elétrons 
no subnível d, para gerar um ruído magnético que sabotasse 
a comunicação dos adversários. Dispunha em seu arsenal dos 
seguintes elementos:
Elemento Símbolo Número 
atômico
Quantidade disponível 
no arsenal
Titânio Ti Z = 22 50 mg
Vanádio V Z = 23 50 mg
Cromo Cr Z = 24 50 mg
Manganês Mn Z = 25 50 mg
Zircônio Zr Z = 40 50 mg
Nióbio Nb Z = 41 50 mg
Para que o andróide Data execute com sucesso seu 
plano de sabotagem, qual liga deve acrescentar ao cir-
cuito mestre dos Borgs? Justifique sua resposta por meio 
de configuração eletrônica.
6. Um poluente elementar foi analisado por absorção 
atômica. Trata-se de um metal que, no estado funda-
mental, apresenta dois elétrons no subnível mais ener-
gético 4p. Determine o número de prótons do elemento 
e justifique a resposta apresentando a configuração ele-
trônica.
Observação: considere o primeiro elétron a ser coloca-
do no orbital (↑) com spin –1/2.
4f1 
3s2 
9. Diz-se que o átomo é neutro quando o número de pró-
tons contidos em seu núcleo (número atômico) é igual ao 
número de elétrons na eletrosfera. Determine o número 
de prótons do átomo neutro cujo elétron de diferencia-
ção possui os seguintes números quânticos: n = 4; l = 2; 
ml = –2; ms = +1/2
Observação: considere o primeiro elétron a ser coloca-
do no orbital (↑) com spin –1/2.
Núcleo do átomo
A eletrosfera do átomo é facilmente alterada, com o fornecimento de calor ou de qualquer outro tipo de energia. 
O mesmo não acontece com o núcleo do átomo.
Com a descoberta da radioatividade, cientistas interessaram-se pela energia nuclear, o que se explica pelo fato 
de o núcleo atômico conter aessência de toda matéria, ou seja, o número de prótons define o elemento químico 
com que se está trabalhando.
Infelizmente, juntamente com todos os benefícios da energia nuclear, vieram também os riscos.
Leia os textos para responder as perguntas a seguir. 
Tragédia da desinformação
13 de novembro de 1987. Dois sucateiros, Roberto Alves e Wagner Mota Pereira, percorrem o centro de Goiâ-
nia catando material para vender no ferro-velho. No local conhecido como o Buraco da Santa Casa (demolida alguns 
anos antes), eles penetram nos escombros do que fora o Instituto Goiano de Radioterapia. E encontram o que lhes 
parece ser a coisa de valor. Um objeto todo coberto de chumbo, que carregam, quebram e desmontam. No ferro-ve-
lho dos irmãos Devair e Ivo Alves Ferreira, maravilham-se com uma espécie de pedra do tamanho de um ovo, guar-
dada dentro de uma cápsula de chumbo. Aquilo tem uma estranha luz, nunca vista antes. Será uma pedra preciosa? 
Data deve utilizar 50 mg de vanádio com 50 mg de nióbio, pois são os únicos que 
apresentam subnível d com 3 elétrons. Configuração: V... 3d3 Nb.... 4d3
O mo tem o elétron de diferenciação colocado no subnível 4d; é o sexto elétron, pois 
está no primeiro orbital, com spin positivo. Pela convenção, é o segundo elétron a 
entrar no orbital. Desse modo, tem 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d6, num 
total de 44 elétrons.
Configuração eletrônica: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10 4p2 (Número de pró-
tons: 32)
1s2, 2s2, 2p6, 3s1 — Possui 5 elétrons em subnível s (l = 0).
n = 4 l = 3 ml = –3 ms = –1/2
n = 2 l = 0 ml = 0 ms = +1/2
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Z = p
Exemplos:
1H — o elemento químico hidrogênio tem número atômico 1, sendo formado pelo conjunto de todos os átomos 
que possuem 1 próton no núcleo.
6C — o elemento químico carbono tem número atômico 6, sendo formado pelo conjunto de todos os átomos 
que possuem 6 prótons no núcleo.
Atualmente há 112 elementos químicos diferentes, cujos números atômicos variam de 1 até 112. Desses 112 ele-
mentos, 90 são naturais, todos com números atômicos de 1 a 92, com exceção do tecnécio (Z = 43) e do promécio 
(Z = 61). Os outros 20 são elementos artificiais, sintetizados em laboratório.
Uma mistura de curiosidade, cobiça, gestos de delicadeza e desinformação faz com que o objeto passe de mão em 
mão. Tão lindo que a menina Leide não resiste e lambe. Tão raro, que um homem tira um pedaço para presentear a 
mulher. Outro esconde um pedacinho no bolso. Pode valer muito, ele pensa em vender. Horas depois de manusea-
rem aquele objeto luminoso, as pessoas começam a sentir tonturas, vômitos, diarréias que não cessam com remé-
dios caseiros. Eles se medicam como de costume, nas farmácias. Sem melhoras, alguns procuram hospitais e são 
tratados como portadores de doenças infecto-contagiosas. Também sem melhoras. Desconfiada, a mulher de De-
vair leva o que resta do objeto para a Vigilância Sanitária. Um médico suspeita que os sintomas apresentados sejam 
síndrome de radiação. Consultado, o físico Walter Mendes Ferreira confirmou. E deu o alarme. O objeto coberto de 
chumbo era uma bomba de césio 137.
Enquanto o governador Henrique Santillo providenciava as primeiras medidas de socorro às vítimas e o isola-
mento dos locais supostos de contaminação, o pânico se espalhava em Goiânia. E em conseqüência da desinforma-
ção, também pelo país todo, viajantes de Goiás não conseguiam confirmar reservas em hotéis de outros Estados bra-
sileiros. Os negócios com produtos goianos foram suspensos internacionalmente. Henrique Santillo fez, então, uma 
série de viagens pelo país, para divulgar as reais dimensões do acidente. O esforço fez efeito, especialmente porque 
contou com o apoio generoso de artistas como Beth Faria, Lucélia Santos, Elizeth Cardoso, Stepan Nercessian, Al-
ceu Valença, Fagner, Chico Buarque e muitos outros. Beth Faria deixou-se fotografar no Rio, ao lado de uma das víti-
mas hospitalizadas, demonstrando que não mais havia perigo de convívio social. A tragédia que ocorreu em Goiânia 
poderia ter acontecido em qualquer outra cidade brasileira, tendo em vista o descaso das autoridades responsáveis 
pelo controle e fiscalização de material radioativo. Morte e sofrimento não foram em vão: a Constituição de 1988 atua-
lizou a legislação sobre uso e controle de material radioativo, definiu que cada Estado da Federação é responsável 
pela guarda do lixo radioativo que produzir. E, ainda que incipiente, já existe no Brasil uma nova consciência sobre 
os riscos da contaminação nuclear.
 http://www.tgfd.hpg.ig.com.br/cesio.html
Esse texto refere-se ao acidente radioativo ocorrido em Goiânia (1987) que, juntamente com outros, como os de Chernobyl 
na Ucrânia e Three Mile Island nos Estados Unidos, marcaram de forma indelével a era nuclear, iniciada em 1945.
1. Com base em informações do texto, responda: originalmente, para que era empregado o material radioativo en-
contrado pelos sucateiros?
2. Explique por que as pessoas contaminadas pela radiação sofreram preconceito.
ELEMENTO QUÍMICO
Define-se elemento químico como o conjunto de átomos de mesmo número atômico (Z), isto é, átomos que pos-
suem o mesmo número de prótons.
Número atômico
Número atômico (Z) é o número de prótons (p) de um átomo.
Era empregado no serviço de radioterapia da Santa Casa de Goiânia, ou seja, no tratamento radioterápico de pessoas com câncer.
Orientação ao professor — O objetivo desta atividade é conduzir o aluno à reflexão sobre a interferência das descober tas da química na sociedade.
Os sintomas da contaminação parecem de doenças infecto-contagiosas.
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Exemplo: o átomo de sódio, com 11 prótons, 11 elétrons e 12 nêutrons, tem número de massa A = 23 (11 pró-
tons + 12 nêutrons).
Costuma-se representar o número atômico na parte inferior do símbolo do elemento, e o de massa, na parte su-
perior esquerda ou direita.
A = p + n ou A = Z + n
E
A
Z
ou E
A
Z
Na
23
11
ou Na
23
11
1. Sabe-se que um átomo possui 12 pró-
tons e 14 nêutrons. Determine o número atômico e o nú-
mero de massa.
2. Um átomo possui número de massa igual a 45 e nú-
mero atômico igual a 20. Sabendo que é neutro, deter-
mine o número de prótons, elétrons e nêutrons.
ISÓTOPOS
Átomos do mesmo elemento químico, com números de massa diferentes, apresentam isotopia, fenômeno im-
portante para vários setores do desenvolvimento humano.
O causador da catástrofe na capital do Estado de Goiás, que resultou em 7 mortes e 249 contaminados, foi o 
césio 137, isótopo radioativo ou radioisótopo do elemento césio.
Isótopos famosos
 C14 — a análise de sua presença em fósseis permite fazer a datação radiométrica deles.
Cr51 — usado no diagnóstico de doenças que atingem os glóbulos vermelhos do sangue (hemácias).
U235 — isótopo utilizado na fissão nuclear, processo de produção de energia baseado na fragmentação de áto-
mos maiores.
Co60 — usado na radioterapia, técnica de tratamento do câncer que se baseia no ataque às células cancerosas com 
doses controladas de radiação, tendo em vista a menor resistência das células anômalas em relação às normais.
Tc99 — empregado para mapeamento de cérebro, pulmões, ossos, placenta, rins, fígado, baço e coração.
Grolier multimedia encyclopedia, 1997 (CD-ROM). (Adaptado)
Número de massa
A soma do número de prótons (p) e nêutrons (n) do átomo corresponde ao seu número de massa (A).
Usa-se o termo isótopo para identificar átomos que possuam o mesmo número de prótons,mas diferentes nú-
meros de nêutrons. O número atômico não muda, mas seus números de massa, sim.
A energia nuclear, obtida em usinas, é largamente empregada em nossa sociedade.
A = p + n
A = 12 + 14
A = 26
Z = p
Z = 12
A = p + n
45 = 20 + n
n = 45 – 20
n = 25
Z = p = e
p = 20
e = 20
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Química 1M1 33
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Em grupos de até quatro alunos, agendem uma entrevista com o profissional responsável pelo hospital 
da cidade. Investigue se o hospital utiliza radiação, e em quais terapias. Pergunte também o destino dado ao lixo ge-
rado pelo serviço. Registre as informações obtidas em forma de texto no seu caderno.
ISÓBAROS E ISÓTONOS
Átomos de elementos diferentes com o mesmo nú-
mero de massa são isóbaros.
19K40 20Ca40
Isótonos: átomos de elementos diferentes com o 
mesmo número de nêutrons.
19K39 com 20 nêutrons 20Ca40 com 20 nêutrons
MASSA OU PESO ATÔMICO
Para medir a massa de átomos e partículas atômi-
cas, usa-se a unidade de massa atômica (u), que equi-
vale a 1,66057. 10–24.
Massa de um próton: vale 1,00728u.
Massa de um nêutron: vale 1,00866u.
Massas atômicas do próton e do nêutron: aproxima-
damente iguais a 1u.
Átomos mais leves, de menor número atô-
mico, possuem menor número de isótopos. 
Hidrogênio, por exemplo, apresenta-se nas formas pró-
tio, deutério e trítio; o polônio tem nada menos que 
27 isótopos.
Calculando a massa atômica de um átomo de cálcio, 
com 20 prótons e 20 nêutrons:
20 . (massa do próton) + 20 . (massa do nêutron)
20 . (1,00728) + 20 . (1,00866)
20,1456 + 20,1732 = 40,3188u
Aproximando a massa atômica do Ca para 40u, ela 
coincidirá, numericamente, com o número de massa do 
cálcio, que vale 40 (20 prótons + 20 nêutrons). Número 
de massa e massa atômica são grandezas distintas que 
coincidem apenas numericamente.
1. Qual a distribuição eletrônica do cé-
sio 137?
2. Existe diferença entre a distribuição eletrônica do cé-
sio 137 e a dos demais isótopos do césio? Explique sua 
resposta.
Exemplos:
1H1 — prótio ou hidrogênio leve (p = 1, e = 1, n = 0)
1H2 — deutério ou hidrogênio pesado (p = 1, e = 1, n = 1)
1H3 — trítio ou tritério (p = 1, e = 1, n = 2)
O elemento hidrogênio é formado por uma mistura de átomos de prótio (99,99%), deutério (0,01%) e trítio (tra-
ços).
Como isótopos têm o mesmo número atômico, apresentam o mesmo comportamento químico, mas diferem no 
comportamento físico, o que se explica pela diferença nas massas.
Em qualquer amostra de elemento químico, isótopos naturais se encontram em proporções constantes. Em amos-
tra de magnésio sempre há 79% de magnésio 24, 10% de magnésio 25 e 11% de magnésio 26.
3. (Fuvest—SP) Quais as semelhanças e as diferenças 
entre os isótopos de césio 55Cs133 (estável) e 55Cs137 (ra-
dioativo), com relação ao número de prótons, nêutrons 
e elétrons?
Z = 55 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1
Não existe diferença alguma, pois a distribuição é do número de elétrons e a diferen-
ça entre os isótopos está no número de nêutrons.
As propriedades químicas são iguais, pois per tencem ao mesmo elemento quími-
co, possuindo o mesmo número de prótons e de elétrons. Como possuem diferen-
tes números de nêutrons, as massas são diferentes e, por tanto, têm propriedades 
físicas diferentes.
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4. Por que existe diferença entre a densidade da água 
comum (H2O) e a da água pesada (D2O), quando medidas 
nas mesmas condições de pressão e temperatura. Lem-
bre-se de que densidade relaciona massa e volume.
5. Faça a distribuição eletrônica do elemento cálcio 
(Z = 20), dispondo os subníveis em ordem crescente de 
energia; depois responda as questões.
 a) Qual é a camada de valência? Quais os subní-
veis que a compõem? Quantos elétrons o cálcio 
tem na valência?
1. Denomine cada um dos níveis de energia ou 
camadas eletrônicas do átomo.
Para responder a questão 2, leia o texto. 
 O urânio 238 (238U92) é inativo quanto à radioatividade; o 
urânio 235 decompõe-se, emitindo radiação. Toneladas do urâ-
nio 238 na forma de óxido precisam ser processadas para ob-
terem-se alguns gramas de urânio 235 (235U92). O esforço cole-
tivo de centenas de cientistas gerou a tecnologia de purificação 
(enriquecimento de urânio), separando-os. A grande questão no 
início era: podemos fazer? Depois que a detonação das bombas 
de Hiroshima e Nagasaki vitimou centenas de milhares de pes-
soas e escreveu com o sangue de inocentes as páginas mais 
tristes da história é que o mundo, estarrecido, perguntou: de-
vemos fazer?
2. Em relação ao urânio inativo e ao urânio purificado, qual o 
fenômeno que os relaciona, em termos de igualdade entre nú-
mero de prótons, elétrons e nêutrons? Justifique sua resposta.
3. Esboce um diagrama de Linus Pauling e compare as ener-
gias dos subníveis 3d, 4p e 4s.
4. Considere os átomos do quadro.
p e n Z A
Átomo X 6 6 6 6 12
Átomo Y 7 7 5 7 12
Átomo Z 6 6 8 6 14
Átomo W 7 7 7 7 14
 Classifique-os em isótopos, isóbaros e isótonos.
b) Esse átomo apresenta quantos elétrons com nú-
mero quântico secundário igual a zero?
c) Quantos elétrons o átomo apresenta com número 
quântico magnético igual a +1?
6. Determine o número atômico do elemento que apre-
senta:
a) subnível de maior energia 3p com dois elétrons.
b) subnível de maior energia n = 4, com elétron de 
diferenciação.
A massa da molécula da água pesada é maior, visto que no lugar do hidrogênio co-
mum aparece o deutério, de massa 2. Conseqüentemente, a densidade da água pe-
sada também será maior — quanto maior a massa, maior a densidade.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
 A camada de valência é a 4 (camada N). Compõe-se pelo subnível 4s. Tem 
2 elétrons.
Todos os elétrons que ocupam subníveis s, por tanto 1s2 2s2 3s2 4s2, totali-
zando 8 elétrons.
Há, por tanto, 4 elétrons com ml = +1.
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0
0
–1
0
+
1
0
–1
0
+
1
0
Inicialmente se faz a distribuição eletrônica em subníveis até atingir o 3p2:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
Contam-se, então, os elétrons: Z = 2 + 2 + 6 + 2 + 2 = 14
Nota-se que o subnível é 4p, que possui 3 orbitais. Dependendo da convenção 
adotada, coloca-se o elétron indicado em segundo ou em quinto lugar.
Convencionando-se que a primeira seta é sempre para cima, o elétron indica-
do será o quinto. O subnível, então, é o 4p5.
Assim, tem-se: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
Total de elétrons: 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 10 + 5 = 35 → Z = 35
São 7 os níveis de energia: K — n =1; L — n = 2; M — n = 3; N — n = 4; 
O — n = 5; P — n = 6; Q — n = 7
Urânio purificado e urânio inativo são átomos de mesmo elemento químico que apre-
sentam diferentes números de massa, por tanto isótopos.
4s < 3d < 4p
Isótopos: X e Z; Y e W
Isóbaros: X e Y; Z e W
Isótonos: nenhum
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5. (PUC—PR) Num certo átomo, um elétron pas-
sa do subnível 2s para o 2p. Nesse caso, pode-se afirmar que:
 a) houve absorção de energia.
 b) houve emissão de energia.
c) a passagem do subnível 2s para o 2p não envolve nem 
absorção nem emissão de energia.
 d) o elétron passou para um nível inferior de energia.
 e) o elétron se transforma em nêutron.
6. Um dos principais poluentesatmosféricos é o monóxido de 
carbono (CO). O número de nêutrons existentes em uma molé-
cula desse poluente é igual a:
(Dados: 6C12 e 8O16)
a) 14 
b) 18 
c) 20
d) 24
e) 28
7. Em qual salto eletrônico o elétron irradia fóton de maior 
energia?
a) 2 — 1 
b) 3 — 1 
c) 3 — 2
d) 4 — 2
e) 4 — 3
8. Sobre os subníveis de energia de um átomo, é correto afir-
mar:
01) Foram descobertos na análise do espectro do hidro-
gênio.
02) Revelam, na eletrosfera, a existência de elétrons com 
energias diferentes dentro do mesmo nível de ener-
gia.
04) Foram explicados por Sommerfeld, que admitiu órbi-
tas circulares e elípticas com diferentes excentricida-
des para elétrons de mesmo nível.
08) Caracterizam-se pelos números quânticos secundários 
ou azimutais.
16) Para o nível 4, existem os subníveis 4s, 4p, 4d e 4f.
32) Elétrons do subnível 3d têm mais energia do que elé-
trons do subnível 4s, para um mesmo átomo.
9. Elétrons em movimento na eletrosfera de um átomo produ-
zem magnetismo. Caracterizam-se pelos momentos magnéticos 
e pelos spins. Sobre o tema, é possível afirmar corretamente:
01) Os números quânticos magnéticos assumem valores 
de 1 até 7.
02) Genericamente, representam-se os números quânticos 
magnéticos por m ou ml.
04) No subnível p, os números quânticos magnéticos as-
sumem os valores –1, 0 e +1 e relacionam-se aos mo-
mentos magnéticos dos elétrons.
08) Momentos magnéticos diferentes para elétrons do mes-
mo subnível são conseqüência das diferentes orienta-
ções das órbitas eletrônicas.
16) Os spins produzem magnetismo em conseqüência dos 
dois diferentes sentidos de rotação para o elétron. 
32) Os números quânticos de spin podem assumir os va-
lores +1/2 e –1/2.
64) Elétrons com spins paralelos se atraem.
10. Cada alternativa representa o conjunto dos quatro núme-
ros quânticos de um átomo. Indique o conjunto impossível.
a) n = 2; l = 0; m = 0; m s = –1/2 
b) n = 3; l = 2; m = –3; m s = –1/2
c) n = 4; l = 3; m = 0; m s = +1/2
d) n = 1; l = 0; m = 0; m s = –1/2
11. Num átomo não podem existir dois elétrons com os qua-
tro números quânticos iguais. Essa afirmativa traz outra conse-
qüência: um orbital comporta, no máximo, dois elétrons e eles 
devem ter spins antiparalelos. Qual é esse princípio?
a) Princípio da incerteza de Heisenberg.
b) Princípio da dualidade onda—matéria.
c) Princípio da exclusão de Pauli. 
d) Princípio da conservação da matéria.
e) Princípio do momento magnético.
12. Segundo o princípio da dualidade onda—matéria para o 
elétron, formulado por De Broglie, podemos afirmar:
a) Elétron é sempre partícula material. 
b) Elétron sempre se comporta como onda.
c) Elétron pode comportar-se como partícula material ou 
apresentar características de onda. 
d) O movimento do elétron ao redor do núcleo tem traje-
tória de onda.
e) O movimento do elétron ao redor do núcleo é sempre 
circular.
13. O princípio de Louis de Broglie, que admite o elétron 
como um misto de partícula—onda, e o princípio da incerte-
za de Heisenberg permitiram a conceituação de orbital. So-
bre o assunto, é correto:
01) Orbital é a região onde se tem certeza de encontrar um 
elétron.
02) É impossível determinar, simultaneamente, a posição 
exata e a velocidade de um elétron, num dado ins-
tante.
04) Segundo De Broglie, o elétron em movimento obede-
ce às leis dos fenômenos ondulatórios.
08) Um orbital do subnível s tem forma esférica, enquanto 
um do subnível p tem forma alongada como a de um 
halteres.
16) Segundo o princípio de exclusão de Pauli, em um or-
bital cabem no máximo dois elétrons, que devem ter 
spins contrários.
32) Num orbital do subnível p cabem seis elétrons.
14. Sabe-se que um elétron está na camada N e seu orbital tem 
forma esférica. Calcule a soma de seus números quânticos, o 
principal e o secundário.
15. Observando-se os valores dos números quânticos secun-
dário (l) e magnético (m), percebe-se que –l < m < +l. Desse 
modo, analise os números quânticos magnéticos e determine 
as relações verdadeiras para um mesmo elétron.
01) n = 2; l = 0; m = 0; ms = –1/2
02) n = 3; l = 1; m = –1; ms = –1/2
04) n = 4; l = 2; m = –3; ms = –1/2
08) n = 2; l = 0; m = –1; ms = –1/2
16) n = 1; l = 0; m = +2; ms = –1/2
32) n = 4; l = 3; m = –3; ms = –1/2
64) n = 1; l = 1; m = 0; ms = –1/2
30 (02+04+08+16)
62 (02+04+08+16+32)
30 (02+04+08+16)
n = 4; l = 0 → 4 = 0 = 4
35 (01+02+32)
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16. Determine o número atômico do elemento que 
apresenta:
a) Ânion monovalente com 6 elétrons no subnível p do 
4º nível.
b) Subnível de maior energia n = 3 
 (considere o primeiro elétron de cada orbital com a 
seta para cima). 
c) Ânion monovalente com os quatro números quânti-
cos do elétron de maior energia iguais a n = 3; l = 1; 
 ml = +1 e ms = +
1
2
. Considere o primeiro elétron 
de cada orbital ( ) com spin – 1
2
.
17. Calcule a soma do número de elétrons totais das represen-
tações: 11Na; 20Ca+2; 7N–3
18. (Unicentro—Adaptado) Calcule a soma das afirmações ver-
dadeiras.
01) O número quântico que indica a orientação do orbital 
no espaço é o magnético.
02) O número quântico spin indica a rotação do elétron so-
bre si mesmo.
04) Os números máximos de elétrons nos subníveis s e f 
são, respectivamente, iguais a 2 e 14.
08) A configuração eletrônica da camada de valência do 
fósforo P(Z = 15) é 3s2 3p3.
16) A distribuição eletrônica do último nível do S(Z = 16) 
é 2s2 2p4.
32) O subnível 7s tem mais energia que 6d.
64) O subnível 6p tem a mesma energia que o 4f. 
 
19. Sobre o elétron que possui n = 3 e l = 2, é correto afir-
mar:
01) Está colocado na terceira camada de um átomo.
02) O subnível que o caracteriza é d.
04) Ao saltar para a camada L, absorve um quantum de 
energia.
08) Poderá ter m = –1.
16) Pertence a um átomo que possui, no máximo, 10 elé-
trons.
20. (Olimpíada de Química—Acesp) Complete a seguinte ta-
bela: 
Elemento 
químico
Número 
atômico
Número 
de massa
Número 
de 
prótons
Número 
de 
nêutrons
Mn 25 29
Fe 26 54
Mn 55 25
Fe 56 26
 
e, utilizando notações químicas do tipo ZXA, onde: X = símbolo 
químico; A = número de massa e Z = número atômico, deter-
mine os conjuntos de:
 a) isótopos b) isóbaros c) isótonos
21. Dados dois isótopos A e B, determine o número de nêu-
trons destes átomos, sabendo que:
 A tem número atômico (3x – 6) e de massa (5x);
 B tem número atômico (2x + 4) e número de massa (5x – 1).
22. Determine o número atômico do elemento que apresenta:
a) subnível de maior energia 4p com 4 elétrons.
b) ânion bivalente com subnível de maior energia 3p com 
6 elétrons.
23. Para o elemento flúor (F) Z = 9, determine:
a) Distribuição eletrônica em subníveis.
b) Número de elétrons em ml = 0.
c) Número de orbitais completos. 
d) Os números quânticos do penúltimo elétron, na ordem 
da distribuição segundo Linus Pauling.
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 ânion
 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5 elemento: Z = 35
b) 3d3 ⇒ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3: Z = 23
c) n = 3
 l = 1 = p 3p6 p/ânion
 ml = + 1
 → ânion
 –1 0 +1
 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 → elemento: Z = 17
1
2
2 2
8
3 3
8
2 2 6 2 6s s p s p
Na = 11 e–
Ca+2 = 18 e–
N–3 = 11 e–
Total = 39
15 (01+02+04+08)
11 (01+02+08)
25
25
26
54
26 28
30
30
a) 26Fe54, 26Fe56 e 25Mn54, 25Mn55 
b) 26Fe54 e 25Mn54 
c) 25Mn55 e 26Fe56
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4 = 34
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ânion
 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 elemento = 16
a) 1s2 2s2 2p5 
b) 6
c) 4
d) n = 2, l = 1, m = –1, ms = +
12
 ou – 1
2
 5x 5x–1
 A B
 3x–6 3x+4
 Isótopos
 3x – 6 = 2x + 4
 x = 10
 A = 50
 p = 24
 n = 26
 A = 49
 p = 24
 n = 25






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Trabalho em
Orientações
Laboratório é lugar de trabalho sério e perigoso. Com o objetivo de diminuir a freqüência e a gravidade de aci-
dentes, é imprescindível respeitar às normas de segurança.
— Realize somente experiências prescritas ou aprovadas pelo professor.
— Siga rigorosamente as instruções do material didático e do professor.
— Não toque produtos químicos com as mãos, a não ser que isso lhe seja expressamente indicado.
— Nunca prove produto químico ou solução, a menos que isso lhe seja expressamente indicado.
— Quando testar produto químico pelo odor, não coloque o frasco sob o nariz. Desloque com a mão, em direção 
ao nariz, os vapores que se desprendem.
— Informe o professor de qualquer acidente que ocorra, mesmo que o dano seja pequeno.
— Use óculos de proteção quando manipular produtos perigosos e, se necessário, trabalhe na câmara de exaus-
tão (capela).
— Assegure-se da localização dos extintores e familiarize-se com seu uso.
— Sempre que proceder à diluição de ácido concentrado, adicione-o lentamente à água, e não o contrário.
— Dedique especial atenção a qualquer operação que necessite aquecimento prolongado ou que desenvolva grande 
quantidade de energia.
Equipamento básico de laboratório
MATERIAL DE VIDRO 
Tubo de ensaio: utilizado para 
efetuar reações químicas em pe-
quena escala.
Béquer: recipiente com ou sem 
graduação, que serve para preparo 
de soluções, aquecimento de líqui-
dos, recristalizações.
laboratório
Bureta: instrumento calibrado 
para medida precisa de volume de 
líquidos; permite o escoamento do 
líquido, sendo muito utilizada em ti-
tulações.
Pipeta: instrumento calibrado para 
medida precisa de volume de líquidos; 
existem pipetas graduadas (para es-
coar volumes variáveis) e volumétricas 
(para escoar volumes fixos).
Bastão de vidro: usado em agi-
tação e transferência de líquidos; 
quando uma de suas extremidades 
é envolvida por tubo de látex chama-
se policial, sendo empregado na re-
moção quantitativa de precipitados.
Cuba de vidro ou cristalizador: 
recipiente com finalidades diversas, 
geralmente utilizado para conter mis-
turas refrigerantes.
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Cilindro graduado ou proveta: 
frasco graduado para medidas apro-
ximadas de volume de líquidos.
Funil: utilizado na transferência 
de líquidos de um frasco para outro 
ou em filtrações simples.
Funil de separação: instrumento 
para separar líquidos não-miscíveis.
Balão de destilação: frasco des-
tinado a armazenar líquidos para des-
tilação.
Balão volumétrico: recipiente 
calibrado, de precisão, destinado 
a conter determinado volume de lí-
quido, a dada temperatura; utilizado 
no preparo de solução de concentra-
ções definidas.
Erlenmeyer : frasco para aquecer 
líquidos ou efetuar titulações.
Kitasato: frasco de paredes es-
pessas, munido de saída, usado em 
filtrações sob sucção.
Vidro de relógio: de utilidades 
diversas, é usado geralmente para 
cobrir béqueres com soluções.
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Condensador: equipamento 
destinado à condensação de vapo-
res em destilações ou aquecimento 
sob refluxo.
MATERIAL DE PORCELANA
Funil de Büchner: utilizado em 
filtrações por sucção, devendo ser 
acoplado a kitasato.
Cápsula: usada para calcinação 
de substâncias.
Almofariz e pistilo: destinados à 
pulverização de sólidos, são feitos de 
porcelana, ágata, vidro ou metal.
MATERIAL METÁLICO
Suporte com garras: peças me-
tálicas usadas para montar aparelha-
gens em geral.
Pinças: peças de vários tipos, 
como Mohr (Fig. 1) e Hofmann (Fig. 2), 
cuja finalidade é impedir ou reduzir o 
fluxo de líquidos ou gases por meio 
de tubos flexíveis. Existe outro tipo 
de pinça (Fig. 3) usado para segu-
rar objetos aquecidos.
Figura 1 Figura 2
Figura 3
Tela de amianto: tela metálica 
contendo amianto; serve para distri-
buir uniformemente o calor durante 
aquecimento de recipientes de vidro 
à chama do bico de gás.
Triângulo de ferro com por-
celana: suporte para cadinhos em 
aquecimento.
Tripé: suporte de telas e triân-
gulos.
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Bico de gás (Bunsen): fonte de 
calor destinada ao aquecimento de 
materiais não-inflamáveis.
Argola: suporte para funil de vi-
dro ou tela metálica.
Furador de rolhas: perfura ro-
lhas de cortiça ou borracha.
Trompa de vácuo: usada para 
produzir vácuo e acelerar filtrações.
MATERIAIS DIVERSOS
Suporte para tubos de ensaio
Pinça de madeira: útil para se-
gurar tubos de ensaio.
Pisseta: frasco usado para lavar, 
a jato, diversos materiais e recipien-
tes, com álcool, água destilada e ou-
tros solventes.
Estufa: aparelho empregado na 
secagem de materiais, por aqueci-
mento de até 200°C.
Manta elétrica: aquece líqui-
dos inflamáveis contidos em balão 
de fundo redondo.
Centrífuga: instrumento para ace-
lerar a sedimentação de sólidos sus-
pensos em líquidos.
Balança: instrumento para de-
terminação de massa.
Atomística — Introdução à química 
5. a
6. a
7. b
8. 30 (02+04+08+16)
9. 62 (02+04+08+16+32)
10. b
11. c
12. c
13. 30 (02+04+08+16)
14. n = 4; l = 0 → 4 = 0 = 4
15. 35 (01+02+32)
16. a) Z = 35
 b) Z = 23
 c) Z = 17 
17. 39
18. 15 (01+02+04+08)
19. 11 (01+02+08)
20. Mn: Z = 25; A = 54; p = 25; 
 n = 29
 Fe: Z = 26; A = 54; p = 26; 
 n = 28
 Mn: Z = 25; A = 55; p = 25; 
 n = 30
 Fe = Z = 26; A = 56; p = 26; 
 n = 30
 a) 26Fe54, 26Fe56 e 25Mn54, 25Mn55
 b) 26Fe54 e 25Mn54 
 c) 25Mn55 e 26Fe56
21. 3x –6A5x 2x+4B5x–1
 3x – 6 = 2x + 4
 3x – 2x = 4 + 6
 x = 10
 24A50 
 nA = 50 – 24 = 26
 24B49
 nB = 49 – 24 = 25 
22. a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 
 4p4 .... Z = 34
 b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 .... 
 Z = 16
23. a) 1s2 2s2 2p5 
 b) 6
 c) 4
 d) n = 2, l = 1, m = –1, 
 ms = +
1
2
 ou – 1
2
8. 15 (01+02+04+08) 9. 19 (01+02+16) 10. c 11. A critério do aluno.
Atomística — Sistemas químicos 
10. Número de fases: duas.
11. O frasco I contém água, pois gelo 
é menos denso que água e vai su-
bir. O frasco II contém benzeno, que 
vai descer quando no estado sólido, 
pois é mais denso que no estado lí-
quido.
12. Ela deixa a mistura decantar e, 
com ajuda de sifão, retira o óleo, que 
é menos denso.
13. Adicionar um pouco de água para 
dissolver o açúcar. Em seguida, fazer 
a decantação, separando a água e 
o açúcar do óleo; finalmente, deixar 
evaporar a água para separar o açú-
car. A destilação simples não se presta 
a esse caso, porque o açúcar se cara-
meliza.
14. a
15. a) Sólido.
 b) Sim, pois glicerina é muito so-
lúvel em água, enquanto o eu-
genol é insolúvel.
Atomística — Modelos atômicos 
6. 29 (01+04+08+16)
7. c
8. e
9. 30 (02+04+08+16)
10. 29 (01+04+08+16)
11. Fosforescentes, pois demoram a 
perder o efeito de emitir luz.
12. Ao receber luz, os elétrons são 
excitados e depois tendem a voltar, 
devolvendo a energia recebida na for-
ma de luz.
13. Porque, para saber a posição, é 
necessário enviar energia até o átomo; 
este, ao recebê-la, irá, por absorção, 
alterar sua própria energia, mudando 
de posição.
14. Provavelmente o núcleo estou-raria, e os prótons se afastariam, por 
repulsão elétrica. Isso admitindo não 
existirem outras forças atuando para 
manter os prótons juntos.
15. Ao receber energia, um elétron sal-
ta de um nível interno para um mais ex-
terno. Quando cessa o estímulo, ten-
de a voltar à órbita original, emitindo 
a energia recebida na forma de luz. 
Cada elemento químico emite radiações 
características com determinada cor. 
No caso do sódio, a cor é amarela.
16. c
Atomística — Modelo atômico atual 
Química