Slides de Química

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Profa Jaqueline D. Senra
(jdsenra@gmail.com)
Elementos de Química VI
ESTRUTURA ATÔMICA
Modelo atômico de Dalton (1803) 
 Toda matéria é composta de partículas
fundamentais, os átomos;
 Compostos químicos são formados de átomos de 
dois ou mais elementos em uma razão fixa.
• -Os átomos são permanentes e indivisíveis, eles não podem
ser criados nem destruídos.
• - Os elementos são caracterizados por seus átomos
• - Todos os átomos de um dado elemento são idênticos em
todos os aspectos
• - Átomos de diferentes elementos tem diferentes
propriedades;
Experimentos com tubos de descarga de gás
J.J.Thomson
• Tubo de raios catódicos 
Tubo de raios catódicos (1850) 
A baixas pressões de gás, 
verifica-se que um raio
deixa o catodo e viaja para
o anodo
Incandescência observada
nos pontos A, B e C e no 
gás residual do tubo
J.J.Thomson (1887) 
 Partículas constituintes do raio catódico são carregadas
negativamente;
 São independentes do material do catodo e sempre tem as 
mesmas propriedades;
 Logo estão presentes em toda a matéria;
 Cálculo da razão carga/massa dos raios catódicos (elétrons):
-1,76 x 108C/g
(Observações e Conclusões)
Experimento de Millikan (1908) 
Incidência 
de 
raios X
 Irradiação do ar ao redor das gotículas de óleo;
 Captura dos elétrons pelas gotículas de óleo;
 Aplica-se uma diferença de potencial de forma a “frear” o 
movimento das gotas de óleo;
 Determinação da carga nas gotículasMúltiplos de 1,6 x 10-19 C;
 Logo, cada elétron carregava 1,6 x 10-19 C;
 Pela sua razão carga/massa, calcula-se que a massa do 
elétron é 9,1 x 10-31 kg.
Observações e Conclusões
Tubo de Raio Canal (1886)
 
 Raio canal  Composto por partículas carregadas
positivamente;
 Tais partículas não eram todas iguais, pois possuem diferentes
cargasMúltiplos de 1,6 x 10-19 C;
 CONCLUSÃO: Em tubos de raio catódico e de raio canal, os
elétrons deixam o catodo em direção ao anodo e colidem com 
as moléculas de gás no tubo, o que as deixa com carga positiva;
 Logo, moléculas e átomos consistem de partículas positivas e 
negativas.
Observações e Conclusões
Modelo atômico de Thomson (1898)
Experimento de Rutherford, Geiger e 
Marsden(1911) 
E. Rutherford
 Desvios pequenos -> O átomo de Thomson explica;
 Distribuição difusa de massa -> Partícula alfa não é 
influenciada por baixas concentrações de cargas
positivas/negativas;
 Desvios grandes -> Partículas alfa que passam próximas ao
núcleo são fortemente repelidas pela carga nuclear.
Modelo atômico de Rutherford 
(1911) 
 Um núcleo minúsculo compreendendo toda a carga positiva
e toda a massa do átomo;
 Região extranuclear, onde estão distribuídos os elétrons.
 1914 – Rutherford
 Descreve partícula nuclear com massa maior, porém
com carga igual (em módulo) ao do elétron Próton
 1932 – J. Chadwick
 Partícula com a mesma massa que o próton mas sem
carga Nêutron
Partícula Símbolo Massa (u) Localização Carga
elétron 5.48579903(10-4) orbital -1
proton 1.007276470 núcleo +1
nêutron 1.008664904 núcleo 0
-0
1 eou e
Hou 11
1
1 p
01
0 nou n
XAZ
22
Quantos nêutrons estão presentes no 52Fe?
A. 52
B. 55
C. 26
D. NRA
As órbitas de Rutherford
Dilema do átomo estável
• O elétron está parado: 
– A atração elétron-núcleo faria o elétron colidir 
com o núcleo;
• O elétron está em movimento nas órbitas:
– Movimento acelerado leva a mudança de 
órbita do elétron devido a emissão de luz; 
– Trajetória em espiral também leva a colisão do 
elétron com o núcleo.
Transferência de energia sob a forma de radiação
Radiação luminosa transporta energia através do espaço por 
meio de ondas
Propriedades das ondas
Comprimento de onda (Wavelength, ) é a distância entre pontos
idênticos de ondas sucessivas; 
Amplitude é a distância vertical entre a linha do meio da onda ao pico.
Frequência () é o número de ondas que passa em um ponto
particular em 1 segundo (Hz = 1 ciclo/s).
A velocidade (u) da onda =  x 
Maxwell (1873) propôs que a luz visível consiste de 
ondas eletromagnéticas
Radiação eletromagnética
é a emissão e transmissão
de energia sob a forma de
ondas eletromagnéticas
Velocidade da luz (c) no vácuo=3,00 x 108 m/s
Toda radiação eletromagnética
 x c
Componente do campo elétrico
Componente do campo 
magnético
Espectro eletromagnético
Espectro da luz branca
Espectroscopia: todo processo que envolve transmissão, 
absorção ou reflexão de radiação a partir de uma amostra.
Espectro de linhas
Espectro de linhas
 Final do século XIX → Equação de Rydberg
, n2> n1
R  Constante de Rydberg = 0,010974 nm-1
(Para o átomo de Hidrogênio)
Para outros elementos químicos, usa-se “ZR”.
Espectro de linhas
Série de Lyman (Ultravioleta)
n1=1 e n2=2,3,4,5....
Série de Balmer (Visível)
n1=2 e n2=3,4,5,6....
Série de Paschen (Infravermelho)
n1=3 e n2=4,5,6,7....
Espectro de linhas
- Teoria da radiação eletromagnética (Maxwell, 1864);
-Dilema do átomo estável (início do séc. XX);
- Espectro de linhas dos átomos (início do séc. XX);
Por que, ao passar eletricidade por um gás ou mesmo
aquecê-lo, havia emissão de radiação somente em
determinadas freqüências?
Relação matemática:
(1/) = ZR (1/n12-1/n22); n2>n1
R  Constante de Rydberg = 0,010974 nm-1
Contexto histórico:
Emissão de luz por objetos quentes
 Sólidos aquecidos -> emitem radiação
 Exemplo: luz branca de lâmpadas de tungstênio
 Distribuição de comprimento de onda de uma radiação 
depende da temperatura;
“Catástrofe do Ultravioleta”
 Planck (1900) → Supôs que a luz é absorvida e 
emitida sob a forma de pulsos discretos de luz → 
Quantum
E=h
• Einstein (1905)  introduz o conceito de fótons;
Estabelece que a radiação é constituída de “partículas” 
que correspondem aos modos normais de oscilação.
Efeito fotoelétrico
Um fóton transfere energia (h) para um único elétron;
Ek=½(mv2) = eV0 = h-
-> Energia necessária para remover o elétron da superfície do eletrodo
Exemplo
Uma energia de 2,0 .102 kJ/mol é necessária para fazer com que 
um átomo de césio em uma superfície metálica perca um elétron. 
Calcule o comprimento de onda mais longo possível que pode 
ionizar um átomo de césio. Em que região do espectro 
eletromagnético esta radiação é encontrada?
E = h hc /
(6,62 10-34 m2kg/s) (3,0 108 m/s)
3,32 10-22 103 m2 Kg/s2
2,0 102 kJ/ 6,02 1023 = 3,32 10-22 kJ
= 598 nm