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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA
CURSOS: ENGENHARIA QUÍMICA E QUÍMICA LICENCIATURA
QUÍMICA INORGÂNICA I
Graciela Maldaner
gracimal@gmail.com
Novembro de 2013
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HISTÓTICO
ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
A origem da palavra átomo
A palavra átomo foi utilizada pela primeira vez na Grécia antiga, por volta de 400 aC. Demócritus; 
Acreditava que todo tipo de matéria fosse formado por diminutas partículas que denominou átomos (sem divisão);
 
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HISTÓTICO
ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
A origem da palavra átomo
Acreditava-se que tais partículas representavam a menor porção de matéria possível, ou seja, eram indivisíveis;
Como esta idéia não pôde ser comprovada por Demócritus e seus contemporâneos, ela ficou conhecida como 1º modelo atômico, mas meramente filosófico.
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HISTÓTICO
ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
MODELO DE DALTON
Somente em 1808, Dalton retomou estas idéias sob uma nova perspectiva: a experimentação;
Baseado em reações químicas e pesagens minuciosas, chegou à conclusão de que os átomos realmente existiam e que possuíam algumas características;
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HISTÓTICO
ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
MODELO DE DALTON
Quais foram essas características??
Toda matéria é formada por diminutas partículas esféricas, maciças, neutras e indivisíveis: átomo;
Existe um número finito de tipos de átomos na natureza.
A combinação de iguais ou diferentes tipos de átomos originam os diferentes materiais.
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HISTÓTICO
ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
MODELO DE THOMSON
Modelo considerado muito simples;
Em apenas dois anos um novo modelo mais sofisticado surge:
Ernest Rutherford
Modelo proposto pelos estudos que vinha realizando:
Descoberta da radioatividade;
Bombardeamento de lâminas metálicas delgadas com partículas α
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HISTÓTICO
ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Modelo Atômico de Rutherford (1911) 
Bombardeou uma fina lâmina de ouro (0,0001 mm) com partículas "alfa“;
Emitidas pelo "polônio" (Po), contido num bloco de chumbo (Pb), provido de uma abertura estreita, para dar passagem às partículas "alfa" por ele emitidas.
 Envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora revestida de sulfeto de zinco (ZnS).
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Modelo Atômico de Rutherford (1911) 
Muitas partículas "alfa" atravessavam a lâmina de ouro, sem sofrerem desvio, e poucas partículas "alfa" sofriam desvio. 
Como as partículas "alfa" têm carga elétrica positiva, o desvio seria provocado por um choque com outra carga positiva, isto é, com o núcleo do átomo, constituído  por prótons.
O que foi observado??
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Modelo Atômico de Rutherford (1911) 
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Modelo Atômico de Rutherford (1911) 
Assim:
Átomo seria um imenso vazio, no qual o núcleo ocuparia uma pequena parte;
Enquanto que os elétrons o circundariam numa região negativa chamada de eletrosfera, modificando assim, o modelo atômico proposto por Thomson.
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Modelo Atômico de Rutherford (1911) 
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Os Postulados  de Niels Bohr (1885-1962)
De acordo com o modelo atômico  proposto por Rutherford, os elétrons ao girarem  ao redor do núcleo, com o tempo perderiam energia, e se chocariam com o mesmo;
Como o átomo é uma estrutura estável, Niels Bohr formulou uma teoria (1913) sobre o movimento dos elétrons, fundamentado na Teoria Quântica da Radiação (1900) de Max Planck.
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Os Postulados  de Niels Bohr (1885-1962)
A teoria de Bohr fundamenta-se nos postulados:     1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias ao redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia.
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Segundo postulado de Bohr. 
Um átomo irradia energia quando um elétron salta de 
uma órbita de maior energia para uma de menor energia.
Modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio
A linha vermelha no espectro atômico é causada por elétrons saltando da terceira órbita para a segunda órbita
O comprimento de onda guarda relação com a energia. Os menores comprimentos de onda de luz significam vibrações mais rápidas e maior energia.
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio
A linha verde-azulada no espectro atômico é causada por elétrons saltando da quarta para a segunda órbita.
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio
A linha azul no espectro atômico é causada por elétrons saltando da quinta para a segunda órbita
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
ELÉTRON COMO PARTÍCULA - ONDA
Embora o trabalho de Bohr tenha sido aceito pela comunidade científica, continha alguns argumentos não clássicos;
Portanto era inegável que estava faltando explicar esse argumento;
Surge então a tese de Broglie em 1924, fazendo uma proposta revolucionária;
Foi baseada nos trabalhos e Max Plank, Arthur Compton e Einstein;
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio
A linha violeta mais brilhante no espectro atômico é causada por elétrons saltando da sexta para a segunda órbita.
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
Modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio
Mesmo contrariando a mecânica clássica, o modelo de Bohr, para o átomo de H, foi aceito pela comunidade científica;
Bohr conseguiu deduzir o tamanho de um átomo, através do cálculo do raio de qualquer órbita eletrônica do átomo de H;
Informação muito importante para a ciência no início do século XX;
Pois até aquele momento, o átomo poderia ter qualquer dimensão
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
ELÉTRON COMO PARTÍCULA - ONDA
Plank já havia estabelecido, em 1900, que a energia de onda eletromagnética é proporcional a sua frequência:
E = hC/λ = hν
Na segunda década do século XX, Compoton demonstrou que a luz poderia apresentar um momento associado, mesmo sabendo que o momento era um conceito restrito a matéria;
E=pC, onde p é o momento associado ao fóton e é definido como: p = mv (m e v sua massa e velocidade)
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
ELÉTRON COMO PARTÍCULA - ONDA
Em meados da mesma década, como resultado do seu último trabalho sobre a Teoria da Relatividade, Einstein estabeleceu que a matéria poderia ser convertida em energia através da equação:
E = m C2
Esta equação consegue explicar a origem da energia envolvida nas reações nucleares;
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
ELÉTRON COMO PARTÍCULA - ONDA
Portanto, para descrever o elétron em seu trabalho, Broglie somente organizou as equações já conhecidas, considerando que tanto onda como matéria são energia e portanto podem ser igualadas:
p C = h ν
Ou ainda: 
λ = h/m ν
Sendo h e m, constante de Planck e massa do elétron respectivamente.
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
ELÉTRON COMO PARTÍCULA - ONDA
Broglie definiu que todo o elétron tem um comprimento de onda associado que é inversamente proporcional a sua velocidade;
Ou seja, estava proposto o comportamento dualístico para o elétron;
A partir da sua hipótese o elétron tem comportamento corpuscular e ondulatório e passa a ser conhecido como partícula-onda;
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
ELÉTRON COMO PARTÍCULA - ONDA
Essa revolução científica possibilitou que em apenas 3 anos toda uma nova mecânica pudesse ser desenvolvida para descrever os elétrons dos átomos de qualquer elemento;
Esse trabalho
foi um dos mais revolucionários do século XX: mérito de Broglie 
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
PRINCÍPIO DA INCERTEZA
Com a visão dualística do elétron, Heisenberg apresentou uma restrição matemática quanto as características do elétron;
Princípio da incerteza de Heisenberg: é impossível determinar com precisão a posição e a velocidade de um elétron num mesmo instante.
Logo, não é possível se conhecer simultaneamente, a posição e a energia do elétron.
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
PRINCÍPIO DA INCERTEZA DE HEISENBERG
A partir desse momento, não se pode mais conhecer o elétron como uma partícula, mas sim, como uma região, com um dado volume no espaço, que tem como probabilidade de conter a carga eletrônica.
Segundo o princípio, quando se estabelece a energia do sistema eletrônico, perde-se a precisão na posição do elétron;
No entanto, a amplitude da equação que descreve o elétron, chamada de função de onda, indica a provável região onde pode-se encontrar esse elétron;
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
PRINCÍPIO DA INCERTEZA DE HEISENBERG
Orbital é a região onde é mais provável encontrar um életron
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ESTRUTURA ATÔMICA: HISTÓRICO, MODELOS ATÔMICOS
PRINCÍPIO DA INCERTEZA DE HEISENBERG
Descrição de uma órbita