Aula 23 Química 1 Modelos atômicos II

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Professor Edson Cruz 
A RADIOATIVIDADE E A NECESSIDADE DE NOVAS PESQUISAS 
Wilhelm RÖNTGEN (1845-1923) 
• Estudava raios emitidos pela ampola de Crookes. 
• Repentinamente, notou que raios desconhecidos saíam dessa ampola, 
atravessavam corpos e impressionavam chapas fotográficas. Como os 
raios eram desconhecidos, chamou-os de RAIOS-X. 
• Tentava relacionar fosforescência de minerais à base de 
urânios com os raios-X. Pensou que dependiam da luz 
solar , num dia nublado, guardou uma amostra de urânio 
numa gaveta embrulhada em papel preto e espesso. 
Mesmo assim, revelou uma chapa fotográfica. Inicia-se, 
Portanto, os estudos relacionados À RADIOATIVIDADE. 
Henri BECQUEREL (1852-1908) 
OS AVANÇOS DOS ESTUDOS SOBRE A RADIOATIVIDADE 
Pierre CURIE (1859-1906) 
Marie CURIE (1867-1934) 
• Estudaram incansavelmente os fenômenos relacionados à radioatividade, 
mas não puderam explicar a origem da radiação emitida por determinados 
átomos. 
Sendo o átomo, até então, completamente maciço, como explicar tal fenômeno? 
Qual a carga das partículas radioativas: negativa, positiva ou neutra? Qual sua massa? 
Um outro pesquisador, Ernerst Rutherford, convencido por J. J. Thomson, começa a 
Pesquisar materiais radioativos e, aos 26 anos de idade, notou que havia dois tipos de 
radiação: Uma positiva (alfa) e outra negativa (beta). 
Assim inicia-se o processo para determinação de um NOVO MODELO ATÔMICO. 
MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD 
Ernerst RUTHERFORD (1871-1937) 
• Observou que as partículas alfa (positivas) desviavam bem pouco da sua trajetória ao 
passar um campo elétrico, quando comparadas com o desvio das partículas beta 
(negativas) 
• CONCLUSÃO: a partícula alfa tem mais massa que a partícula beta. 
• A velocidade das partículas alfa era da ordem de 21.000km/s. 
Rutherford propõe a dois de seus alunos, Johannes Hans 
Wilhelm Geiger e Ernerst Marsden que bombardeassem finas 
folhas de metais com as partículas alfa a fim de comprovar, ou 
não, o modelo de átomo de Thomson. 
•A maioria das partículas atravessavam a lâmina; 
•Poucas partículas desviavam seus caminho; 
•Algumas partículas bateram em algo forte e firme e retornaram. 
• Para que a partícula alfa pudesse inverter sua trajetória, deveria 
encontrar uma carga positiva bastante concentrada na região nuclear, 
com Massa bastante pronunciada. 
 
• Rutherford propôs que essa região central, chamada NÚCLEO, 
conteria toda a massa do átomo, assim como a totalidade da carga 
positiva. 
 
• Os elétrons estariam girando circularmente ao redor desse núcleo, 
numa região chamada de ELETROSFERA. 
 
• Para cada elétron deveria existir uma carga positiva na região 
nuclear. Essa partícula positiva foi denominada PRÓTON. 
 
• A região nuclear deveria ser cerca de 10.000 a 100.000 vezes menor 
que a eletrosfera, pois de cada 10.000 a 100.000 partículas que 
passaram direto, uma sofreu deflexão. 
SURGE ASSIM, O ÁTOMO NUCLEAR O próton é cerca de 1836 vezes mais pesado que 1 elétron 
PROPOSTA DE RUTHERFORD PARA EXPLICAR AS OBSERVAÇÕES DO LABORATÓRIO 
O PROBLEMA DO MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD 
Para os físicos, toda carga elétrica em movimento, como 
os elétrons, perde energia na forma de luz, diminuindo 
sua energia cinética e a consequente. 
Atração entre prótons e elétrons faria com que houvesse 
uma colisão entre eles, destruindo o átomo. 
ALGO QUE NÃO OCORRE. 
 
 
 
 
 
 
 
PORTANTO, O MODELO ATÔMICO DE 
RUTHERFORD, MESMO EXPLICANDO O QUE 
FOI OBSERVADO NO LABORATÓRIO, 
APRESENTA UMA INCORREÇÃO. 
 
A figura representa o dispositivo experimental de Rutherford para o estudo da dispersão de 
partículas (a) por uma folha de ouro. A maior parte das partículas atravessa a folha sem 
deflexão significativa. Algumas são deflectidas segundo grandes ângulos e pode-se observar, 
mesmo que não tão frequentemente, o retorno de partículas. A figura (b) é uma ampliação, 
mostrando a passagem das partículas pelo interior da folha. 
MODELO ATÔMICO DE BOHR 
Niels BOHR (1885-1962) 
• Estudava espectros de emissão do gás hidrogênio. 
• O gás hidrogênio aprisionado numa ampola submetida a 
alta diferença de potencial emitia luz vermelha. Ao passar 
por um prisma, essa luz se subdividia em diferentes 
comprimentos De onda e frequência, caracterizando um 
espectro luminoso descontínuo. 
A EXPLICAÇÃO 
• Os elétrons estão movimentando ao redor do núcleo em 
órbitas de energia FIXA, QUANTIZADA E ESTACIONÁRIA (AS 
CAMADAS). 
• Ao receber energia, o elétron salta para uma camada mais 
externa (mais energética), ficando num estado EXCITADO. 
• Ao retornar para uma camada menos energética, libera 
parte da energia absorvida na forma de ondas 
eletromagnética (LUZ), que pode ser visível, ou não. 
MODELO ATÔMICO DE BOHR A ELETROSFERA 
• A energia do elétron, numa camada é sempre a mesma. Só 
é permitido ao elétron movimentar-se na camada. 
• Quanto mais afastada do núcleo, maior a energia da 
camada. 
• Cada camada de energia possui uma quantidade máxima 
de elétrons. 
• A energia emitida pelo elétron corresponde à diferença 
entre a energia das camadas de origem e destino. 
• Quanto maior a energia transportada, maior será a 
frequência da onda eletromagnética. 
• Retornos eletrônicos para a camada K, liberação de luz no 
ULTRAVIOLETA. 
• Retornos eletrônicos para a camada L, liberação de luz no 
VISÍVEL. 
•Retornos eletrônicos para a camada M, liberação de luz no 
INFRAVERMELHO. 
 K L M N O P Q
 2 8 18 32 32 18 8
•A eletrosfera era dividida em camadas ou órbitas ou níveis; 
•Havia 7 níveis, denominado K,L,M,N,O,P,Q, onde maior era a energia mais distante era o 
nível do centro; 
•Núcleo e a eletrosfera se atraiam, por seres de cargas opostas; 
•O elétron em sua órbita não consome, nem libera energia (estado fundamental); 
•Se alguma energia externa fosse emitida, o elétron absorveria essa energia, saltando para 
um nível mais forte. Ao fim dessa emissão, o elétron voltava para o seu nível e liberava essa 
energia na forma de luz (fóton). 
O ÁTOMO DE 1913 - BOHR 
O modelo de Rutherford foi muito criticado pelos físicos. Bohr tentando 
justificar as críticas, aperfeiçoou o desenho e deduziu o seguinte: 
Baseado na experiência dos ESPECTROS DE EMISSÃO. Bohr deduziu: 
Niels Bohr 
Era um grande vazio dividido em 7 
níveis contendo um núcleo dividido 
em prótons e nêutrons. 
ÁTOMO 
MODELO ATÔMICO DE SOMMERFELD 
• Para átomos com mais de um elétron, ao se ampliar as 
raias luminosas, subdivisões apareciam, caracterizando 
que o elétron, ao retornar para a camada, não voltava 
exatamente para a camada, mas para bem próximo 
dela, emitindo ondas eletromagnéticas com energias 
bem próximas umas das outras. 
 
• Os átomos multieletrônicos devem possuir ubcamadas 
ou subníveis de energia, caracterizados por órbitas 
elípticas, além das circulares, segundo o modelo de 
Bohr. 
 
• Em cada nível só pode existir uma órbita circular, as 
outras são elípticas. 
 
 
 
 
 
 
? 
Feixe de 
Luz 
Espectro 
Descontínuo 
Ampliação 
•Os níveis de energia eram divididos em 
regiões ainda menores – surge os 
SUBNÍVEIS; 
•As denominações dos subníveis eram de 
acordo com a forma geométrica em que 
eram observados (circulares ou elípticas). 
O ÁTOMO DE 1916 - SOMMERFELD 
Observando espectros de emissão mais complexos, Sommerfeld deduziu 
teorias sobre os níveis de energia que alterariam algumas ideias dos modelos 
passados. 
Ele deduziu que: 
S = Sharp P = principal 
D = diffuse 
F = fine 
TEORIAS FINAIS 
De BROGLIE 
•Propôs que os elétrons tinham comportamento 
duplo: PARTÍCULA-ONDA 
HEISENBERG 
•Sugeriu que os elétrons não estavam 
em órbitas, mas em regiões de maior 
possibilidade de encontrá-los 
(ORBITAL) 
Órbitas(níveis) 
Orbital 
Núcleo 
órbita M 
órbita L 
órbita K 
O ÁTOMO ATUAL 
REGIÃO PARTÍCULAS CARGA MASSA 
eletrosfera elétrons negativa 1/1836 = ~0 
núcleo prótons positiva ~1 
nêutrons neutra ~1 
NÍVEIS 
K 2 
L 8 
M 18 
N 32 
O 32 
P 18 
Q 2 
eletrosfera 
núcleo 
elétrons 
prótons 
nêutrons nucleons