Evidências do Elétron e Modelos Atômicos

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Evidências do elétron
1)Nessas aulas vamos investigar:
1)Hipótese de Arrhenius
2)Hipótese de Faraday
3)Experimento de Thomson
4)Experimento de Millikan
5)Modelo de Thomson
 
Dissociação eletrolítica
Com uma pilha observamos que, ao diluir sal em 
água, vemos que há corrente elétrica 
passando, porém quando colocamos açúcar 
não observamos.
 
Hipótese de Arrhenius
Para explicar esse fato, Arrhenius propôs que o 
açúcar ou o sal se dividem em moléculas 
menores quando estão em solução de água. Na 
dissociação do sal as moléculas são chamados 
de íons: carregadas positivamente, cátions, e 
negativamente, ânions. 
 
Eletrólise
Para entendermos melhor o que acontece, vemos 
no processo de eletrólise a hipótese de Arrhenius. 
 
Mas o que vem a ser e- ?
 
Leis de Faraday
Ao observar a eletrólise Faraday formulou as 
seguintes leis:
1)A massa de uma substância produzida por um 
catodo ou anodo de uma eletrólise é proporcional 
a carga passada na célula.
2)As massas de diferentes substâncias 
produzidas pela mesma carga são proporcionais 
a massa equivalente das substâncias. 
 
Número de Faraday
Dessas leis supomos que para a produção de 
1mol de substância foi usado 1mol de carga 
elétrica, e a quantidade de carga contida nesse 
mol é o número de Faraday.
F=96 .490C/mol
Q=nF
 
Funcionamento de uma pilha
Com a hipótese de Arrhenius podemos entender 
melhor como se dá o funcionamento de uma 
célula voltáica.
Célula voltaica (galvânica): pilha
Série de Atividade
- Alguns metais são facilmente oxidados; outros, não.
- Série de atividade: é uma lista de metais organizados em 
ordem decrescente pela facilidade de oxidação.
- Quanto mais no topo da tabela estiver o metal, mais ativo ele 
é.
- Qualquer metal pode ser oxidado pelos íons dos elementos 
abaixo dele.
Série de Atividade
2Ag+(aq) + Cu(s) 2Ag(s) + Cu2+(aq) 
Exemplo
Série de Atividade
1. O que acontecerá se 
um prego for 
mergulhado em uma 
solução contendo 
sulfato de cobre? 
2. O que acontece se 
um prego de ferro é 
mergulhado em uma 
solução de sulfato 
de alumínio? 
Célula Galvânica
Em células galvânicas, o ânodo é 
negativo e o cátodo é positivo.
Célula galvânica:
Transformação de 
energia química em 
energia elétrica.
Células eletroquímicas
Células galvânicas
(pilhas)
Células eletrolíticas
- Reação espontânea
- Transformação de energia QUÍMICA 
 em ELÉTRICA
- Reação NÃO-espontânea
- Transformação de energia ELÉTRICA 
 em QUÍMICA
 
Hipótese do elétron
Como 1mol de cargas foram usados para a 
eletrólise de 1mol de substância, leva-nos crer 
que esse mol de cargas seja o número de 
Avogadro de uma partícula com uma 
determinada carga. A eletricidade existe em 
unidades discretas e essa partícula começou a 
ser chamada de elétron por Stoney.
 
Raios catódicos
Em um tubo de vidro com uma pressão interna 
muito baixa é colocado uma placa paralela e 
essa submetida a uma tensão de 10.000V. 
Observamos um raio que percorre por dentro 
do tubo em linha reta até atingir um material 
fluorescente.
 
Experimento de Perrin
Perrin coletou parte dos raios que saíam do 
anôdo e observou que a carga do coletor era 
negativa. Por isso ele concluiu que o feixe era 
de partículas carregadas negativamente.
 
Experimento de Thomson
Thomson acoplou ao tubo de raios catódicos um 
ímã para produzir uma força magnética e um 
capacitor para produzir uma força contrária a 
força magnética. Ajustando o potencial no 
capacitor ele pode controlar o desvio do feixe 
até a situação sem desvio obtendo com isso a 
velocidade das partículas do feixe. 
v=6×107m /s
 
Experimento de Thomson
Observando os desvios que os raios faziam 
quando a tensão no capacitor mudava, ele 
obteve uma razão entre a massa e a carga do 
elétron. Hoje sabemos que essa razão é de: 
e
m=1,75×10
11C / g
 
Experimento de Millikan
Podemos estimar através do experimento de 
Thomson e com a constante de Faraday a 
massa e a carga do elétron. Porém foi somente 
com o experimento de Millikan que pudemos ter 
a carga e a massa do elétron diretamente. 
 
Experimento de Millikan
No experimeto, uma gota de óleo cai em uma 
câmara. Com a ultilização de um campo elétrico 
podemos cessar a queda da gota. 
 
Experimento de Millikan
No equilíbrio temos na direção vertical,
F e−P=0
qE−P=0
P= qVd
E=Vd
 
Experimento de Millikan
Ao fazer a gota subir, ele observou que sua 
velocidade era constante devido a força de 
arrasto da gota com o ar que era conhecida. 
F e−P−F a=0
 
Experimento de Millikan
Em vários experimentos com diferentes gotas, ele 
 determinou valores como:
Carga da gota X 10-20 C
16
16
32
32
80
80
 
Experimento de Millikan
Dessa forma ele concluiu que cada gota tinha um 
número inteiro de elétrons a menos. E como os 
valores da carga da gota eram múltiplos de um 
valor, ele pode afirmar que esse valor é a carga 
do elétron.
e=−1,60217646×10−19C
 
Massa do elétron
Conhecida a carga o elétron pudemos ultilizar o 
experimento de Thomson para determinar a 
massa do elétron.
me=0,91083×10
−30 kg
me=
1
1837 mH
 
Modelo Atômico de Thomson
Visto que os elétrons são partículas e que o 
átomos podem gerar elétrons. Thomson propôs 
um modelo estável para o átomo na qual os 
elétrons estavam dentro de uma geléia 
carregada positivamente, ficando conhecido 
como modelo do pudim de passas.
 
O que vem por aí
Porém o modelo de Thomson tinha problemas 
pois como arranjar uma geléia positiva e os 
elétrons numa região do espaço?
A descoberta do raio X, a radiação de certos 
materiais e o experimento de Rutherford 
mudaram essa história trazendo mais 
problemas que solução.
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