aula estrutura atômica

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QUÍMICA GERAL 
EXPERIMENTAL 
IFMT – INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, 
CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATO GROSSO 
 
Profª. Ms. Josane do Nascimento Ferreira 
CAMPUS FRONTEIRA OESTE 
PONTES E LACERDA 
24/02/2014 IFMT – FRONTEIRA OESTE PONTES E LACERDA 2 
Modelos atômicos 
A origem da palavra átomo 
A palavra átomo foi utilizada pela primeira vez na Grécia antiga, por 
volta de 400 aC. Demócrito (um filósofo grego) acreditava que todo tipo 
de matéria fosse formado por diminutas partículas que denominou 
átomos (sem divisão). Acreditava-se que tais partículas representavam a 
menor porção de matéria possível, ou seja, eram indivisíveis. Como esta 
idéia não pôde ser comprovada por Demócrito e seus contemporâneos, 
ela ficou conhecida como 1º modelo atômico, mas meramente filosófico. 
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Modelo Atômico de Dalton ( bola de bilhar) 
 As ideias de Demócrito permaneceram inalteradas por 
aproximadamente 2200 anos. Em 1808, Dalton retomou estas 
ideias 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: 
- Toda matéria é formada por diminutas partículas esféricas, maciças, 
neutras e indivisíveis chamadas átomos. 
- 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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Modelo Atômico de Thomson (1898) (Pudim de 
 passas) 
 Com a descoberta dos prótons e elétrons, Thomson propôs um modelo 
de átomo no qual os elétrons e os prótons, estariam uniformemente 
distribuídos, garantindo o equilíbrio elétrico entre as cargas positiva dos 
prótons e negativa dos elétrons. 
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Modelo Atômico de Rutherford (1911) 
Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro (0,0001 mm) com partículas 
"alfa" (núcleo de átomo de hélio: 2 prótons e 2 nêutrons), 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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Modelo Atômico de Rutherford (1911) 
Observando as cintilações na tela de ZnS, Rutherford verificou que 
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. 
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Modelo Atômico de Rutherford (1911) 
Assim, o 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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Desde o modelo proposto por Thomson, sabemos que o átomo é um 
sistema eletricamente neutro, ou seja, o total de cargas positivas é 
igual ao total de cargas negativas. 
 
Com a evolução, introduzida por Rutherford, do modelo atômico, 
podemos relacionar as cargas elétricas com as partículas constituintes 
do átomo: os prótons apresentam carga positiva; os elétrons, negativa 
e os nêutrons apresentam carga nula. 
 
Assim, num átomo: número de prótons = número de elétrons 
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PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO ÁTOMO 
Alguns conceitos 
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Número Atômico (Z) 
A carga do núcleo, ou seu número de prótons, é a 
grandeza que caracteriza cada elemento, sendo este 
número denominado número atômico. ( Z = no de 
prótons ). 
 
Como num átomo o número de prótons é igual ao número 
de elétrons, ao ser fornecido o número atômico (Z) de um 
átomo, serão fornecidas duas informações: o no de 
prótons e o no de elétrons. 
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Íons 
 
Os átomos apresentam a capacidade de ganhar ou 
perder elétrons, formando novos sistemas, eletricamente 
carregados, denominados íons. Íon é a espécie química 
que apresenta o número de prótons diferente do número 
de elétrons. 
 
Os átomos, ao ganharem ou perderem elétrons, originam 
dois tipos de íons: 
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Cátions: Formam-se quando um átomo perde um ou mais elétrons, 
resultando num sistema eletricamente positivo, onde o n.º de prótons é 
maior que o n.º de elétrons. 
 
 
 
Ânions: Formam-se quando um átomo ganha um ou mais elétrons, 
resultando num sistema eletricamente negativo, onde o n.º de prótons é 
menor que o n.º de elétrons. 
 
Sua representação é feita colocando-se acima e à direita do símbolo do 
elemento a quantidade de elétrons ganhos seguida do sinal negativo. 
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Número de Massa (A) 
 
A massa do átomo depende fundamentalmente dos seus prótons e 
nêutrons, já que a massa do elétron é desprezível. Logo, número de 
massa é a soma do n.º de prótons (p) com o n.º de nêutrons (n) 
presentes no núcleo de um átomo. (A = p + n ) 
 
Elemento Químico 
 
É o conjunto formado por átomos e íons que apresentam mesmo 
número atômico. 
 
Observe que, quando um átomo se transforma em um íon, seu 
número atômico não se altera, pois há 
um ganho ou perda de elétrons e não de prótons. 
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Simbologia do elemento químico 
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Isótopos 
 
Isótopos são átomos que apresentam o mesmo número atômico (Z) 
por pertencerem ao mesmo elemento químico, mas apresentam 
diferentes números de massa (A). 
 
O elemento oxigênio (O), por exemplo, é formado por uma mistura de 
três isótopos: 
 
 
 
 
Isóbaros: átomos que apresentam o mesmo número de massa. 
 
Isótonos: átomos que apresentam o mesmo número de nêutrons. 
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EXERCÍCIOS 
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 - 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. 
 A teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes postulados: 
 1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias ao 
redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia. 
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2º postulado (de Niels Bohr) : Fornecendo energia (elétrica, térmica, ....) a um 
átomo, um ou mais elétrons a absorvem e saltam para níveis mais afastados do 
núcleo. Ao voltarem as suas órbitas originais, devolvem a energia recebida em 
forma de luz (fenômeno observado, tomando como exemplo, uma barra de ferro 
aquecida ao rubro). 
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Órbitas de Bohr para o 
átomo de hidrogênio 
Segundo postulado de Bohr. 
Um átomo irradia energia quando um elétron salta de 
umaórbita de maior energia para uma de menor energia. 
O comprimento de onda guarda relação com a energia. Os menores 
comprimentos de onda de luz significam vibrações mais rápidas e maior 
energia. 
A linha vermelha no espectro atômico é 
causada por elétrons saltando 
da terceira órbita para a segunda órbita 
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A linha verde-azulada no espectro atômico é 
causada por elétrons saltando 
da quarta para a segunda órbita. 
A linha azul no espectro atômico é 
causada por elétrons saltando 
da quinta para a segunda órbita 
A linha violeta mais brilhante no espectro 
atômico é causada por elétrons saltando 
da sexta para a segunda órbita. 
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Teoria Quântica 
 De acordo com Max Planck (1900), quando uma partícula 
passa de uma situação de maior energia para outra de menor 
energia ou vice-versa, a energia é perdida ou recebida em 
"pacotes" que recebe o nome de quanta(quantum é o singular 
de quanta). 
 
 
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O quantum é o pacote fundamental de energia e é 
indivisível. Cada tipo de energia tem o seu quantum. 
 A Teoria Quântica permitiu a identificação dos elétrons 
de um determinado átomo, surgindo assim os "números 
quânticos". 
Teoria Quântica 
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Princípio da incerteza de Heisenberg: é impossível determinar com 
precisão a posição e a velocidade de um elétron num mesmo instante. 
 
Orbital é a região onde é mais provável encontrar um életron 
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Órbitas: 
1circular e as demais elípticas 
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- Modelo Atômico de Sommerfeld (1916) 
 Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld concluiu que os 
elétrons de um mesmo nível, ocupam órbitas de trajetórias 
diferentes (circulares e elípticas) a que denominou de 
subníveis, que podem ser de quatro tipos: s , p , d , f . 
 
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Princípio da dualidade da matéria de Louis de Brodlie: 
o elétron apresenta característica DUAL, ou seja, 
comporta-se como matéria e energia sendo uma 
partícula-onda. 
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Em 1923, Louis Broglie mostrou, através de uma equação 
matemática, que "qualquer corpo em movimento estaria 
associado a um fenômeno ondulatório". Desta maneira o 
elétron apresenta a natureza de uma partícula-onda, 
obedecendo assim, às leis dos fenômenos ondulatórios, 
como acontece com a luz e o som. 
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Teoria da Mecânica Ondulatória 
 Em 1926, Erwin Shröringer formulou uma teoria chamada 
de "Teoria da Mecânica Ondulatória" que determinou o conceito 
de "orbital" . 
 Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo onde 
existe a máxima probalidade de se encontrar o elétron. 
 
 O orbital s possui forma esférica ... 
................ 
 
 e os orbitais p possuem forma de halteres...... 
 
 
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Modelo atômico de Schrödinger - A partir das equações de 
Schrödinger não é possível determinar a trajetória do elétron 
em torno do núcleo, mas, a uma dada energia do sistema, 
obtém-se a região mais provável de encontrá-lo.