AULA 01 ATOMÍSTICA

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ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
ATOMÍSTICA 
Em um grande quebra-cabeça é necessário encaixar todas as peças 
para saber que figura irá aparecer. 
Comparando as ciências naturais a um quebra-cabeça com infinitas 
peças, 
podemos dizer que cada uma delas representa um fato experimental, 
uma teoria ou uma simples hipótese. 
Da descoberta da eletrização por atrito (500 a.C.) 
 até a moderna teoria quântica (séc. XX) 
muitas peças foram colocadas no imenso quebra-cabeça da estrutura 
atômica, 
mas o jogo ainda está longe de terminar. 
(LEMBO, 1999) 
 
 
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É importante ressaltar que tudo começou na Grécia. A primeira noticia sobre 
alguém que tivesse se preocupado com o universo minúsculo data do século VI 
a.C, com o filósofo Tales (640-546 a.C.), que vivia na cidade grega de Mileto. Este 
filósofo fez algumas experiências com âmbar e descobriu que esse material 
adquire uma carga elétrica quando é atritado com tecidos, como seda ou lã, o 
âmbar passava a atrair objetos leves, como folhas secas, cabelos etc. Daí surgiu o 
termo eletricidade, derivado de elektron, palavra grega que significa âmbar. 
 
Uma explicação razoável para os fenômenos mostrados ao lado é de que toda 
matéria, no estado normal, contém 
________________________________________________________________; 
 
Quando ocorre atrito, algumas dessas partículas tendem a migrar de um corpo 
para outro, tornando-o eletrizados. 
 
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A nota histórica seguinte data do século V a.C., e vem de Abdera. O filósofo 
Leucipo (478 a.C) defendia que o universo era constituído por elementos 
indivisíveis. Leucipo não deixou registros de suas ideias, e sua teoria sobreviveu 
graças a seu seguidor, Demócrito (460-370 a.C.), que melhorou sua visão, 
afirmando que o universo seria formado por um número infinito de elementos 
invisíveis, pequenos e indivisíveis, pois se fossem divisíveis ao infinito, confundir-
se-iam com o vazio. 
 
As teorias de Leucipo e Demócrito deram origem ao conceito de que a matéria é 
constituída por partículas muito pequenas e indivisíveis, chamadas de átomos (do 
grego, a: 'não' e tomo: 'divisível'). O conceito deles estava certo, no que diz 
respeito ao tamanho, mas incorreto no que se refere à indivisibilidade. Todavia, 
foram necessários mais de dois mil anos para que alguém conseguisse provar 
que não estavam completamente certos, como veremos no estudo da evolução 
atômica. 
 
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Somente no final do século XVIII Benjamin Franklin conseguiria obter novas 
constatações a respeito da carga elétrica dos corpos. Franklin inventou o para-
raios e formulou a hipótese da existência de duas formas de eletricidade, 
denominadas 
__________________________________________________________________. 
Concluiu também que as cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais 
opostos se atraem. 
 
Em 1800, Alessandro Volta (1745-1827) inventou a ___________________. Surgia, 
então, um dispositivo capaz de produzir quimicamente um fluxo contínuo de 
energia, que passou a ser chamado ____________________________. 
 
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Porém, foi somente no início do século XIX (1808), com John Dalton, que surgiu a 
teoria na qual se baseia todo o estudo da Química Moderna. Esta teoria ficou 
conhecida como _____________________________________, segundo a qual: 
 
● Todas as substâncias são formadas por átomos; 
● Os átomos de um mesmo elemento químico são iguais em todas as suas 
características (ex.: tamanho e massa); 
● Os átomos dos diferentes elementos químicos são diferentes entre si; 
● As substâncias simples são formadas por átomos de um mesmo elemento químico. 
● As substâncias compostas são formadas por átomos de dois ou mais elementos 
químicos; 
● Átomos não são criados nem destruídos; são esferas rígidas indivisíveis. 
● nas transformações químicas os átomos se recombinam. 
● Seu modelo ficou conhecido como “bola de bilhar”. 
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OBS: Em 1803, o químico inglês John Dalton baseado em dados experimentais, 
propôs uma teoria atômica na qual dizia que: 
 
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● A matéria é formada por partículas esféricas, maciças, indivisíveis, 
indestrutíveis, intransformáveis e impenetráveis chamada átomo. 
● Átomos de um mesmo elemento químico são iguais (mesma massa, mesmo 
tamanho, etc.) e átomos de elementos químicos diferentes são diferentes entre 
si. 
 
Ele utilizou pequenos círculos para representar os átomos de elementos 
diferentes, assim, elemento químico passou a ser definido como um conjunto de 
átomos iguais. 
 
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O modelo atômico de Dalton, imaginado como uma bolinha maciça e 
indivisível, fez a Química progredir muito no século XIX. Mas a ciência 
e suas aplicações em nosso cotidiano não param de evoluir. Ainda no 
século XIX, vários cientistas descobriram uma série de fenômenos, tais 
como a condução de corrente elétrica em certas soluções, o raio X etc. 
Originou-se então a suspeita de uma possível ligação entre matéria e 
energia elétrica. E surgiram perguntas: como explicar a corrente 
elétrica? E o raio X? Seria o átomo imaginado por Dalton suficiente 
para explicar esses novos fenômenos? Seria possível imaginar que o 
átomo tivesse alguma coisa “por dentro”, ao contrário do que dizia 
Dalton? 
Acontece que o átomo é extraordinariamente pequeno. Como então 
provar que ele tem algo a mais “por dentro”? A história dessa busca é 
uma verdadeira novela, que se iniciou no final do século XIX e continua 
até hoje, da qual alguns episódios serão detalhados nos próximos 
estudos. 
 
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No século XIX, outra série de observações e experimentos que abriu novos 
caminhos para o esclarecimento da estrutura atômica foi o estudo das 
____________________________________, como por exemplo, os relâmpagos. 
Em 1854, Heinrich Geissler desenvolveu um tubo de descarga constituído de um 
vidro largo, fechado e com eletrodos circulares em suas extremidades. Geissler 
notou que, quando produzia uma descarga elétrica no interior do tubo de vidro, com 
gás sob baixa pressão, a descarga deixava de ser barulhenta, e aparecia no tubo 
uma luz cuja cor ___________________________________________________ 
________________________________. É isso que acontece nos tubos luminosos 
de néon e nas lâmpadas fluorescentes atuais. 
 
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Em 1875, William Crookes colocou em uma ampola gases ainda mais rarefeitos (0,01 
atm) que os usados no tubo de Geissler, quando a pressão interna chega a cerca de 
um décimo da pressão ambiente, observa-se que o gás entre os eletrodos passa a 
emitir uma luminosidade. Submetendo esses gases a tensões elétricas muito 
elevadas (10 000 volts), verificou o aparecimento de uma mancha luminosa bem em 
frente ao cátodo. Isso o levou a desconfiar de emissões que estariam partindo do 
cátodo. Por esse motivo, essas emissões foram chamadas de 
__________________________. Da ampola de Crookes derivam os aparelhos de 
raios X e os televisores de tubo. 
 
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Lembre-se: Os raios (relâmpagos), em dias de tempestade, já eram observados 
pelos homens primitivos. No século VI a.C., o filósofo grego Tales de Mileto notou que 
o âmbar, quando esfregado em um tecido, adquiria a propriedade de atrair objetos 
leves. Foi do próprio nome grego do âmbar, eléktron, que surgiram as palavras 
elétron, eletricidade, etc. 
 
O final do século XIX e o início do século XX foram muitoprodutivos no que diz 
respeito às descobertas que envolveram a estrutura atômica. Em 1875, William 
Crookes fez experiências com descargas elétricas em gases, a pressões 
baixíssimas, e descobriu os chamados raios catódicos, que levaram a descoberta 
dos elétrons. 
 
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A primeira observação feita através de uma ampola de Crookes nessas condições 
foi a de um fluxo luminoso – raios catódicos – que partia do pólo negativo da 
ampola em direção ao pólo positivo e que apresentou as seguintes propriedades 
principais: 
 
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DESCOBERTA DO ELÉTRON E DO PRÓTON 
Em 1897, o cientista inglês Joseph J. Thomson concluiu, por meio de experiências 
com cargas elétricas em gases rarefeitos (raios catódicos), que o átomo seria 
formado por partículas de carga elétrica negativa, às quais deu o nome de elétron. 
Os raios catódicos eram: - retilíneos, - constituídos de partículas negativas, - não 
dependiam do tipo de gás contido no tubo, etc. O físico inglês Joseph John 
Thomson, concluiu que os raios catódicos são parte integrante de toda espécie de 
matéria, uma vez que a experiência podia ser repetida com qualquer substância na 
fase gasosa, passando a chama-los de elétrons. 
 
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DESCOBERTA DO ELÉTRON E DO PRÓTON 
Características dos raios catódicos 
 
 Era independente da natureza do metal constituinte do catodo e do gás 
existente no tubo. Isso o levou a imaginar que os raios catódicos eram formados 
por partículas comuns a toda e qualquer matéria. 
 
 Ocorria sempre em direção à placa positiva, o que sugeria que os raios 
catódicos eram formados por partículas negativas. 
 
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DESCOBERTA DO ELÉTRON E DO PRÓTON 
Complete os espaços abaixo: 
 
☺Tem-se como uma das confirmação experimental dos raios catódicos o aspecto 
deles poderem mover um pequeno moinho (ou uma pequena hélice) colocado 
dentro da ampola. ( ) 
 
☺ Tem-se como uma das confirmação experimental dos raios catódicos o aspecto 
de quando submetido a um campo elétrico externo à ampola, sofre desvio em 
direção ao pólo positivo. ( ) 
 
☺ Tem-se como uma das confirmação experimental dos raios catódicos o aspecto 
de quando projeta na parede oposta da ampola a sombra de qualquer anteparo 
colocado em sua trajetória.( ) 
 
Características do fluxo 
luminoso: 
(1) possui massa 
(2) caminha em linha reta 
(3) possui carga negativa 
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DESCOBERTA DO ELÉTRON E DO PRÓTON 
A maneira pela qual Thomson interpretou os resultados dessas experiências 
tornou-se histórica: ele passou a considerar que o átomo era formado por 
partículas negativas, os elétrons, abandonando a idéia de Dalton. Thomson 
sugeriu ainda uma possível estrutura para o átomo, na qual elétrons negativos 
estariam mergulhados em uma massa homogênea e positiva. 
 
Modelo do “pudim de passas” 
 
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DESCOBERTA DO ELÉTRON E DO PRÓTON 
Thomson deduziu que toda matéria era formada de partículas positivas e negativas 
e que o átomo seriam um sistema eletricamente neutro, porque o número de 
partículas positivas era igual ao número de partículas negativas, ainda segundo este 
cientista, o átomo teria uma distribuição uniforme de carga, isto é, a massa e as 
cargas seriam uniformemente distribuídas por todo o volume. 
 
Lembre-se: Para Thomson o átomo era uma esfera homogênea, não maciça, de 
cargas positivas (os prótons) na qual estariam incrustadas algumas cargas 
negativas (os elétrons), garantindo assim a neutralidade do átomo. Para ele, a 
massa e a carga estariam distribuídas uniformemente por todo o volume atômico. 
Este modelo ficou conhecido como o “modelo do pudim de passas”, onde o 
pudim seria as cargas positivas e as passas, as cargas negativas. 
 
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DESCOBERTA DO ELÉTRON E DO PRÓTON 
Em 1886, o físico alemão Eugen Goldstein (1850-1930) observou, por meio de 
experiências, uma outra partícula, de carga positiva, que foi denominada próton. 
Entretanto, a existência do próton só foi comprovada efetivamente em 1922, 
quando o físico neozelandês Rutherford e Chadwick, físico inglês, o isolaram pela 
primeira vez. 
 
Eugen Goldstein adaptou um cátodo perfurado à ampola de Crookes, que 
continha gás a baixa pressão, provocou uma descarga elétrica no gás e observou 
um feixe de raios coloridos surgir atrás do cátodo. Goldstein chamou-os raios 
anódicos ou canais. Mais tarde foram chamados de raios positivos, por 
movimentarem-se em sentido oposto ao dos raios catódicos. 
 
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DESCOBERTA DO ELÉTRON E DO PRÓTON 
Sendo assim, os raios canais: 
 
- São positivos e retilíneos; 
- Dependem do gás residual; 
- Possuem uma massa maior, em relação aos catódicos. 
 
OBS: Os raios canais são constituídos por prótons. 
 
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A radioatividade 
 
O físico alemão Wilhelm Konrad Röentgen, em 1895, realizando experimentos 
com a ampola de Crookes percebeu uma luminescência até então não 
conhecida, a qual permitiu que ele visse os ossos de sua mão, chamando-a de 
“raio X”. 
 
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Modelo Atômico de Rutherford (1911) 
 
No início do século XX, Ernest Rutherford, juntamente com uma equipe de 
colaboradores, realizou dentre muitas, a célebre experiência da “lâmina de ouro”, 
derrubando o modelo proposto por Thomson. 
 
A experiência consistia em bombardear uma finíssima folha de ouro com partículas 
alfas proveniente de um pedaço de metal polônio. 
 
Com o experimento, Rutherford imaginou então que o átomo seria formado por um 
núcleo pequeno (prótons), com carga positiva e concentrando boa parte da massa. 
Em torno do núcleo estariam girando outras partículas muitas menores que o 
núcleo, denominadas elétrons. 
 
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Este modelo foi comparado ao sistema solar onde, o núcleo, representaria o sol e 
as partículas da eletrosfera, os planetas girando em torno do sol. 
 
Modelo Atômico de Rutherford (1911) 
 
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Experiência de Rutherford 
 
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Modelo Atômico de Böhr (1913) 
 
Este físico dinamarquês propôs um aperfeiçoamento do modelo de Rutherford, 
baseado nos conhecimentos e conceitos da Teoria Quântica e com sustentação 
experimental em eletroscopia, ele postulou que: 
 
- Os elétrons descrevem órbitas circulares(camadas) bem definidas, ao redor do 
núcleo, tendo cada órbita uma energia constante e sendo maior, quanto mais 
afastado do núcleo for a camada; 
 
- Os elétrons quando absorvem energia “pulam” para uma camada superior 
(afastada do núcleo) e quando voltam para o seu nível de energia original liberam a 
energia recebida, na forma de onda eletromagnética(luz). 
 
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Modelo Atômico de Böhr (1913) 
 
-As camadas, orbitais ou níveis de energia foram denominadas por: K, L, M, N, O, 
P e Q. 
 
Observação: 
 
O modelo de Böhr, porem, não explicava o comportamento de átomos com vários 
elétrons. 
 
ESTRUTURA ATÔMICA 
 
Sabe-se – segundo teorias e modelos desenvolvidos com base em evidências 
experimentais – que a estrutura atômica compreende as “estruturas 
eletrônica e nuclear”. 
As propriedades químicas e físicas dos elementos dependem da natureza dos 
seus átomos, ou seja: 
♦ da carga do núcleo (Z); 
♦ dadistribuição dos Z elétrons ao redor do núcleo (estrutura ou configuração eletrônica); 
♦ da massa atômica (A). 
Sendo que a “estrutura eletrônica e a carga nuclear” dos átomos fornecem a base para 
compreensão das propriedades químicas, a saber: 
♦ as propriedades atômicas, especialmente a energia de ionização e a afinidade 
eletrônica; 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
As propriedades químicas e físicas dos elementos dependem da natureza dos 
seus átomos, ou seja: 
♦ as ligações químicas que, por sua vez, determinam a estequiometria (de compostos e 
reações), etc. 
 
Conseqüentemente, as propriedades químicas das “substâncias” resultam 
essencialmente da: 
 
♦ estrutura eletrônica dos seus átomos; 
♦ natureza de suas ligações. 
Os núcleos mantêm suas identidades em processos físicos e químicos e 
exercem uma influência indireta nas propriedades físicas devido à sua massa 
– um exemplo, a alta densidade da água deuterada se deve à presença do 
hidrogênio pesado ( ). 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Por outro lado, a natureza e intensidade das forças intermoleculares são os 
principais responsáveis pelas propriedades físicas dos materiais, embora a 
massa dos átomos (≈ massa do núcleo) também exerça alguma influência. 
Diante do exposto, é interessante notar que o conhecimento da estrutura 
atômica é fundamental para a compreensão das propriedades químicas e 
físicas da matéria. 
No tratamento da estrutura atômica, procura-se usualmente focalizar a 
abordagem na “estrutura eletrônica”, embora alguma alusão seja feita em 
relação à existência e propriedades do núcleo. 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Estrutura dos Átomos: Teorias e Modelos 
 
Pode-se considerar que desenvolvimento da teoria da estrutura atômica, 
especicalmente a estrutura interna, ocorreu essencialmente em três grandes 
etapas: 
(1) a descoberta da 
natureza da matéria 
e da natureza do 
elétron (por volta de 
1900); 
 
 
 
(2) a constatação de 
que o átomo 
consiste de um 
núcleo pequeno 
rodeado de elétrons 
(1911); 
 
 
 
 
(3) desenvolvimento 
das equações 
mecânico-quânticas 
que explicam o 
comportamento dos 
elétrons nos átomos 
(1925). 
 
 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
 
 
♦ Filósofos Gregos (Séc. V a.C); 
♦ O Modelo de John Dalton (1803); 
♦ O Modelo de Thomson (1898); 
♦ O Modelo de Rutherford (1911); 
♦ Descoberta dos nêutrons – Chadwick (1932). 
 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Ao contrário do que Dalton imaginava, nem todos os átomos do 
mesmo elemento químico têm massas idênticas. Essas diferentes 
espécies de átomos são denominadas de isótopos. Trata-se de um 
fenômeno pelo qual a maioria dos elementos ocorre, 
naturalmente, como uma mistura de isótopos. As massas e as 
abundâncias isotópicas são determinadas, atualmente, por meio 
de uma técnica instrumental denominada espectrometria de 
massas. 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Todo o elemento químico é caracterizado pelo seu número atômico (Z) que 
determina o número de prótons presentes no núcleo dos seus átomos e, 
portanto, sua carga nuclear (Z). Como em um átomo neutro a carga total é 
zero, logo o número de elétrons deve ser igual ao número de prótons. 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
hjIsótopos radioativos: Um isótopo radioativo, também conhecido como 
radioisótopo, apresenta o mesmo comportamento químico de um isótopo do 
mesmo elemento não-radioativo, com a diferença de que ele emite radiação. 
Assim, sua presença e localização podem ser obtidas por meio de detectores 
de radiação. 
Em todos os seres vivos existem pequenas quantidades de isótopos 
radioativos. No nosso corpo, alguns deles estão presentes em regiões 
específicas. 
Conseqüentemente, cada elemento compreende os átomos que têm uma 
distribuição (ou estrutura) eletrônica própria, a qual difere da configuração dos 
átomos de outros elementos químicos. Logo, a configuração eletrônica funciona 
como uma espécie de impressão digital dos átomos cada elemento químico. 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Os radioisótopos podem ser usados na Medicina no estudo de certas doenças e 
distúrbios fisiológicos. Administrados ao paciente, têm a propriedade de se 
concentrar em determinados órgãos ou tipos específicos de células e 
permitem, pela sua detecção, determinar a existência de possíveis alterações. 
Iodo-123, injetado no organismo em pequenas 
quantidades, permite-nos obter imagens do cérebro. 
Isótopo Aplicação 
51Cr Estudo das 
hemácias 
131I Estudo da tireóide 
201Ti Mapeamento do 
coração 
99Tc Mapeamento de 
cérebro, fígado, 
rins, coração 
18F Mapeamento 
ósseo 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
A Teoria Corpuscular da Radiação Eletromagnética 
De acordo com a teoria clássica da radiação (luz), a ENERGIA transportada pela 
radiação eletromagnética (REM) deveria ser PROPORCIONAL ao QUADRADO DAS 
AMPLITUDES MÁXIMAS das ondas devido aos campos elétricos e magnéticos. 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
A Teoria Corpuscular da Radiação Eletromagnética 
A teoria clássica explicava com perfeição fenômenos ópticos tais como: 
REFLEXÃO, REFRAÇÃO, ESPALHAMENTO, etc. Contudo, essa teoria falha quando 
utilizada para explicar certas interações da REM com a matéria (por exemplo, o 
efeito fotoelétrico e a absorção e emissão da REM por espécies atômicas e 
moleculares). Surgiu então a teoria corpuscular para descrever a natureza da luz, 
segundo a qual a REM é constituída de partículas discretas (fótons) cuja energia 
é dada pela equação de Max Planck, ou seja, 
E = hν 
onde: ♦ h é a constante de Planck, h = 6,6256 x 10-34 J s (no SI) 
♦ ν é freqüência de radiação (s-1 = Hertz, Hz). 
Se a REM se propaga no vácuo, temos: E = h c/λ 
onde “c “é a velocidade da REM no vácuo e “λ” é o comprimento 
de onda. 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Espectros contínuo e descontínuo 
A luz branca é constituída de uma mistura de radiações de todos os 
comprimentos de onda no espectro visível. Assim, um feixe de luz branca ao 
atravessar um prisma se decompõe em suas várias componentes, obtendo-se 
em um anteparo um “espectro contínuo”, cuja cor vai variando paulatinamente 
desde o violeta até o vermelho (cores do arco-íris). 
Produção de um espectro contínuo 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Por outro lado, se em lugar do feixe de luz branca for utilizado um feixe de luz 
emitida quando o gás hidrogênio é excitado em um tubo de descarga, o 
espectro produzido no anteparo consistirá em um conjunto de linhas separadas, 
caracterizando um espectro do tipo “descontínuo ou de linhas”. 
Espectros contínuo e descontínuo 
Espectro atômico (ou de linhas) do hidrogênio: a luz visível emitida pelo hidrogênio 
não contém radiação de todos os comprimentos de onda como a luz solar, mas 
somente alguns poucos comprimentos de onda. 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Espectros contínuo e descontínuo 
O Modelo Mecânico-Quântico 
 
A teoria atualmente aceita para explicar a estrutura atômica é conhecida como 
“mecânica ondulatória ou mecânica quântica”, originada a partir de uma 
hipótese formulada por Louis deBroglie em 1924. 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
O Modelo Atômico de Bohr 
Dualidade Onda-Partícula: a hipótese de L. de Broglie 
 
Segundo Broglie, se a luz pode se comportar em certas situações com se fosse 
constituída de partículas, é possível que as partículas, algumas vezes, 
apresentem propriedades que comumente associamos às ondas. 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
O Modelo Atômico de Bohr 
Vejamos como L. de Broglie encontrou a equação que fundamenta a natureza 
dual onda-partícula da matéria: 
 
De acordo com Einstein, uma partícula de massa “m” tem a ela associada uma 
energia (E) dada por: 
 
E = m c2 (c = velocidade da luz) (A) 
Por outro lado, usando a Equação: 
 
E = h c/λ (B) 
Combinando as Equações A e B e resolvendo para “λ”, obtém-se: 
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Modelo Atômico de Sommerfeld (1916) 
 
A partir do modelo de Böhr, Arnold Sommerfeld propôs que os níveis de 
energia(camadas) estariam subdivididos em regiões menores denominadas 
subníveis de energia. 
 
Os subníveis foram chamados de: (s, p, d, f ) a partir dos nomes técnicos da 
espectografia –Sharp, Principal, Difuse e Fundamental. 
 
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 . Arnold Sommerfeld (1868-
1951). 
 
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Modelo Atômico de Sommerfeld (1916) 
 
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Orbitais “d” e “f” 
 
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Orbitais “d” e “f” 
 
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Conjuntos de orbitais atômicos 
 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Átomo de Hidrogênio: Tratamento Mecânico-Quântico 
 
Os números quânticos e seus significados são resumidos nessa Tabela. 
 
Os números quânticos para elétrons em átomos 
Para o estado fundamental do átomo de hidrogênio, temos: 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Átomo de Hidrogênio: Tratamento Mecânico-Quântico 
(n, l, ml, ms) = 1,0,0,+1/2 e 1,0,0,-1/2 ⇒ duplamente degenerado (mesma energia) 
Via de regra, o número de combinações possíveis de números quânticos com o 
mesmo valor de n é dado por 2n2. 
As outras combinações possíveis de números quânticos correspondem aos 
estados excitados do átomo de hidrogênio. 
Números quânticos, orbitais e estados energéticos possíveis para o átomo de 
hidrogênio 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Átomo de Hidrogênio: Tratamento Mecânico-Quântico 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Energia dos níveis e subníveis 
Os níveis (1,2,3,...,7) equivalem às camadas (K, L, M, ..., Q) e os subníveis são 
representados por: s,p,d,f,g,h,i,.... O primeiro nível apresenta um subnível, s, o 
segundo nível (n = 2) apresenta dois subníveis, s e p. Os demais níveis apresentam 
sempre um subnível a mais que o nível anterior. 
A relação direta de níveis e subníveis, tem-se um diagrama da eletrosfera 
Camadas Níveis Subníveis 
K n = 1 1s 
L n = 2 2s 2p 
M n = 3 3s 3p 3d 
N n = 4 4s 4p 4d 4f 
O n = 5 5s 5p 5d 5f 5g 
P n = 6 6s 6p 6d 6f 6g 6h 
Q n = 7 7s 7p 7d 7f 7g 7h 7i 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Energia dos níveis e subníveis 
Ordem crescente de energia dos subníveis 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Energia dos níveis e subníveis 
A criação de uma representação gráfica para os 
subníveis facilitou a visualização da sua ordem 
crescente de energia. Essa representação é conhecida 
como Diagrama de Linus Pauling. 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Energia dos níveis e subníveis 
O preenchimento da eletrosfera pelos elétrons em subníveis obedece à 
ordem crescente de energia definida pelo diagrama de Pauling. 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Energia dos níveis e subníveis 
O número máximo de elétrons teoricamente possível para cada nível de 
energia pode ser determinado pela fórmula do matemático e físico sueco 
Rydberg (1854-1919) 2n2 Logo, 
camadas n 2n2 Nº 
máx e- 
n 
Nº máx e- nos ℓ 
s p d f g h i 
K 1 2.12 2 2 
L 2 2.22 8 2 6 
M 3 2.32 18 2 6 10 
N 4 2.42 32 2 6 10 14 
O 5 2.52 50 2 6 10 14 18 
P 6 2.62 72 2 6 10 14 18 22 
Q 7 2.72 98 2 6 10 14 18 22 26 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Átomo de Hidrogênio: Tratamento Mecânico-Quântico 
Para o orbital 1s temos: 
Nuvem eletrônica do orbital 1s do hidrogênio 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
A ESTRUTURA MICROSCÓPICA DA 
MATÉRIA - Os Átomos e as Moléculas 
Átomo de Hidrogênio: Tratamento Mecânico-Quântico 
Princípio da exclusão de Pauli: Num átomo, não existem dois elétrons 
com os seus quatro números quânticos iguais. 
Regra de Hund: Cada orbital do subnível que está sendo preenchido 
recebe inicialmente apenas um elétron. Somente depois de o último 
orbital desse subnível receber o seu primeiro elétron começa o 
preenchimento de cada orbital com o seu segundo elétron, que terá spin 
contrário ao primeiro. 
Preenchimento da camada eletrônica 3d do Fe: 
TABELA PERIÓDICA - Estruturação e 
Periodicidade Química 
A versão moderna da tabela periódica apresenta a ordenação dos 
elementos químicos (atualmente são conhecidos 112) de acordo com 
seus números atômicos (Z). Este ordenamento foi proposto por Moseley 
após constatar que a carga nuclear – e não a massa atômica como era 
proposto por Mendeleev é mais fundamental na definição das 
propriedades químicas. Este fato levou a proposição da “Lei Periódica”, a 
qual estabelece que: 
“quando os elementos químicos são listados em 
ordem crescente do número atômico, observa-se um 
comportamento periódico de suas propriedades”. 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
ATOMÍSTICA 
01) Todas as alternativas se referem a processos que evidenciam a natureza 
elétrica da matéria, EXCETO 
a) aquecimento da água pela ação de um ebulidor elétrico. 
b) atração de pequenos pedaços de papel por um pente friccionado contra o couro 
cabeludo. 
c) decomposição da água pela passagem da corrente elétrica. 
d) desvio da trajetória de raios catódicos pela ação de um ímã. 
e) repulsão entre dois bastões de vidro atritados com um pedaço de lã. 
 
EXERCÍCIOS 
 
02) Escreva sobre os modelos atômicos de Dalton e Thomson 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
ATOMÍSTICA 
EXERCÍCIOS 
 
03) Quais são as partículas que podem ser afetadas pela força elétrica? As forças 
entre essas partículas é de atração ou de repulsão? 
 
04) Há exatos 100 anos, J.J. Thomson determinou, pela primeiro vez, a relação 
entre a massa e a carga do elétron, o que pode ser considerado como a descoberta 
do elétron. É reconhecida como uma contribuição de Thomson ao modelo atômico, 
a) o átomo ser indivisível. 
b) a existência de partículas sub-atômicas 
c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia. 
d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo. 
e) o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma eletrosfera. 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
ATOMÍSTICA 
EXERCÍCIOS 
 
05) Em 1803, John Dalton propôs um modelo de teoria atômica. Considere que 
sobre a base conceitual desse modelo sejam feitas as seguintes afirmações: 
 
I- O átomo apresenta a configuração de uma esfera rígida. 
II - Os átomos caracterizam os elementos químicos e somente os átomos de um 
mesmo elemento são idênticos em todos os aspectos. 
III - As transformações químicas consistem de combinação, separação e/ou 
rearranjo de átomos. 
IV - Compostos químicos são formados de átomos de dois ou mais elementos 
unidos em uma razão fixa. 
 
Qual das opções a seguir se refere às afirmações CORRETAS? 
a) I e IV. c) II e IV 
b) II e III. d) II, III e IV. e) I, II, III e IV. 
 
 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
ATOMÍSTICA 
EXERCÍCIOS 
 
06) Com relação à estrutura do átomo, assinalar a alternativa correta: 
a) o átomo é maciço 
b) a massa do átomo está fundamentalmente concentrada no seu núcleo 
c) no núcleo encontram-se prótons e elétrons 
d) a massa do elétron é igual à massa do próton 
e) átomos de um mesmo elemento químico são todos iguais 
 
07) A diferença entre o número atômico de um átomo e seu número de massa 
fornece o número de: 
a) nêutrons 
b) prótons 
c) elétrons 
d) mésons 
e) orbitais 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
ATOMÍSTICA 
EXERCÍCIOS 
 
08) Considere as seguintes afirmações sobre átomos e moléculas. 
 
I. No modelo proposto por Rutherford, o átomo tem praticamente toda sua massa 
concentrada num núcleo pequeno e os elétrons estão a uma grande distância do 
núcleo. 
II. No modelo proposto por Bohr para o átomo de hidrogênio, os elétrons se 
movem em órbitas circulares, cujas energias podem assumir quaisquer valores. 
III. Molécula é a menor porção de uma substância covalente que mantém sua 
composição. 
 
Está(ão) correta(s): 
a) apenas I. 
b) apenas II. 
c) apenas III. 
d) apenas I e II. 
e) apenas I e III. 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
ATOMÍSTICA 
EXERCÍCIOS 
 
09) Na experiência de espalhamento de partículas alfa, conhecida como "experiência de 
Rutherford", um feixe de partículas alfa foi dirigido contra uma lâmina finíssima de ouro, e os 
experimentadores (Geiger e Marsden) observaram que um grande número dessas partículas 
atravessava a lâmina sem sofrer desvios, mas que um pequeno número sofria desvios muito 
acentuados. 
Esse resultado levou Rutherford a modificar o modelo atômico de Thomson, propondo a 
existência de um núcleo de carga positiva, de tamanho reduzido e com, praticamente, toda a 
massa do átomo. 
 
Assinale a alternativa que apresenta o resultado que era previsto para o experimento de 
acordo com o modelo de Thomson. 
a) A maioria das partículas atravessaria a lâmina de ouro sem sofrer desvios e um pequeno 
número sofreria desvios muito pequenos. 
b) A maioria das partículas sofreria grandes desvios ao atravessar a lâmina. 
c) A totalidade das partículas atravessaria a lâmina de ouro sem sofrer nenhum desvio. 
d) A totalidade das partículas ricochetearia ao se chocar contra a lâmina de ouro, sem 
conseguir atravessá-la. 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
ATOMÍSTICA EXERCÍCIOS 
 
10) Ao resumir as características de cada um dos sucessivos modelos do átomo de hidrogênio, um estudante 
elaborou o seguinte resumo: 
 
MODELO ATÔMICO: Dalton 
CARACTERÍSTICAS: átomos maciços e indivisíveis. 
 
MODELO ATÔMICO: Thomson 
CARACTERÍSTICAS: elétron, de carga negativa, incrustado em uma esfera de carga positiva. A carga positiva 
está distribuída, homogeneamente, por toda a esfera. 
 
MODELO ATÔMICO: Rutherford 
CARACTERÍSTICAS: elétron, de carga negativa, em órbita em torno de um núcleo central, de carga positiva. 
Não há restrição quanto aos valores dos raios das órbitas e das energias do elétron. 
 
MODELO ATÔMICO: Bohr 
CARACTERÍSTICAS: elétron, de carga negativa, em órbita em torno de um núcleo central, de carga positiva. 
Apenas certos valores dos raios das órbitas e das energias do elétron são possíveis. 
 
O número de ERROS cometidos pelo estudante é: 
a) 0 
b) 1 
c) 2 
d) 3 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
ATOMÍSTICA 
EXERCÍCIOS 
 
11) Comparando-se as espécies químicas Fe2+ e Fe3+ , é correto afirmar que 
a) F3+ e possui menos elétrons que Fe2+ . 
b) Fe2+ tem menor raio iônico. 
c) Fe3+ possui mais prótons que Fe2+ . 
d) Fe3+ tem massa maior que Fe2+ . 
e) a transformação de F2+e em Fe3+ altera a composição do núcleo. 
 
12) "O átomo contém um núcleo positivo, muito pequeno e denso, com todos os prótons, que concentra 
praticamente toda a massa. Os elétrons devem estar distribuídos em algum lugar do volume restante do 
átomo". 
 
Esta afirmação é devida a 
a) Rutherford. 
b) Millikan. 
c) Thomson. 
d) Bohr. 
e) Faraday. 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
ATOMÍSTICA 
EXERCÍCIOS 
 
13) Há exatos 100 anos, Ernest Rutherford descobriu que havia 2 tipos de 
radiação, que chamou de α e β. 
Com relação a essas partículas podemos afirmar que 
a) as partículas β são constituídas por 2 prótons e 2 nêutrons. 
b) as partículas α são constituídas por 2 prótons e 2 elétrons. 
c) as partículas β são elétrons emitidos pelo núcleo de um átomo instável. 
d) as partículas α são constituídas apenas por 2 prótons. 
e) as partículas β são constituídas por 2 elétrons, 2 prótons e 2 nêutrons. 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
ATOMÍSTICA 
EXERCÍCIOS 
 
14) Analise a tabela: 
 
Assinale a alternativa que apresenta somente espécie(s) neutras(s) 
a) apenas X 
b) apenas Y 
c) apenas Z 
d) apenas W 
e) apenas X e W 
 
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ATOMÍSTICA 
EXERCÍCIOS 
 
15) Na famosa experiência de Rutherford, no início do século XX, com a lâmina 
de ouro, o(s) fato(s) que (isoladamente ou em conjunto), indicava(m) o átomo 
possuir um núcleo pequeno e positivo foi(foram): 
 
01. As partículas alfa teriam cargas negativas. 
02. Ao atravessar a lâmina, uma maioria de partículas alfa sofreria desvio de 
sua trajetória. 
04. Um grande número de partículas alfa não atravessaria a lâmina. 
08. Um pequeno número de partículas alfa atravessando a lâmina sofreria 
desvio de sua trajetória. 
16. A maioria das partículas alfa atravessaria os átomos da lâmina sem sofrer 
desvio de sua trajetória. 
 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS 
01) Os elementos I, II e III têm as seguintes configurações eletrônicas em 
suas camadas de valência: 
 
I: 3s2 3p3 
II: 4s2 4p5 
III: 3s2 
 
Com base nestas informações, assinale a alternativa "errada". 
a) O elemento I é um não-metal. 
b) O elemento II é um halogênio. 
c) O elemento III é um metal alcalino terroso. 
d) Os elementos I e III pertencem ao terceiro período da Tabela Periódica. 
e) Os três elementos pertencem ao mesmo grupo 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS 
02) Os átomos 7X+10A e 3X+4B são isótopos. O átomo A tem 66 nêutrons. 
Assinale, entre as opções a seguir, a posição no quinto período da classificação 
periódica do elemento que apresenta como isótopos os átomos A e B. 
 
a) grupo IB 
b) grupo IIB 
c) grupo IIIA 
d) grupo IIIB 
e) grupo IVA 
 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS 
A Tabela Periódica organiza os elementos químicos até então conhecidos em 
uma ordem crescente de número atômico (Z – quantidade de prótons no núcleo 
do átomo). 
Muitas propriedades químicas e físicas dos elementos e das substâncias 
simples que eles formam variam periodicamente, ouseja, em intervalos 
regulares em função do aumento (ou da diminuição) dos números atômicos. As 
propriedades que se comportam dessa forma são chamadas de propriedades 
periódicas. 
As principais propriedades periódicas químicas dos elementos são: raio 
atômico, energia de ionização, eletronegatividade, eletropositividade e 
eletroafinidade. Já as físicas são: pontos de fusão e ebulição, densidade 
e volume atômico. 
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PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
1) Eletronegatividade 
 
A eletronegatividade é a tendência que um átomo tem em receber elétrons em 
uma ligação química, logo, não pode ser calculada a eletronegatividade de um 
átomo isolado. 
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PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
2) Eletropositividade 
 
A forma da medição da eletropositividade é a mesma da eletronegatividade: 
através de uma ligação química. Entretanto, o sentido é o contrário, pois mede a 
tendência de um átomo em perder elétrons: os metais são os mais eletropositivos. 
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PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
3) Raio Atômico 
 
Raio atômico é, basicamente, a distância do núcleo de um átomo à sua 
eletrosfera na camada mais externa. Porém, como o átomo não é rígido, 
calcula-se o raio atômico médio definido pela metade da distância entre os 
centros dos núcleos de dois átomos de mesmo elemento numa ligação química 
em estado sólido: 
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PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
3) Raio Atômico 
 
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PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
4) Afinidade Eletrônica 
 
 
A afinidade eletrônica mede a energia liberada por um átomo em estado 
fundamental e no estado gasoso ao receber um elétron. Ou ainda, a energia 
mínima necessária para a retirada de um elétron de um ânion de um determinado 
elemento. 
Nos gases nobres, novamente, a afinidade eletrônica não é significativa. 
Entretanto, não é igual a zero: já que a adição de um elétron em qualquer 
elemento causa liberação de energia. 
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PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
4) Afinidade Eletrônica 
 
 
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PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
5) Energia de Ionização ou Potencial de Ionização 
 
 
É a energia necessária para remover um ou mais elétrons de um átomo isolado no 
estado gasoso. O tamanho do átomo interfere na sua energia de ionização. Se o 
átomo for grande, sua energia de ionização será menor. 
O potencial de ionização mede o contrário da afinidade eletrônica: a energia 
necessária para retirar um elétron de um átomo neutro, em estado fundamental 
e no estado gasoso. Sendo que, para a primeira retirada de elétron a 
quantidade de energia requerida é menor que a segunda retirada, que por sua 
vez é menor que a terceira retirada, e assim sucessivamente. 
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PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
5) Energia de Ionização ou Potencial de Ionização 
 
 
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PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
01) (UFPE) O número de elétrons na camada de valência de um átomo 
determina muitas de suas propriedades químicas. Sobre o elemento ferro (Z = 
26), pode-se dizer que: 
 
I) Possui 4 níveis com elétrons ( ) 
II) Possui 8 elétrons no subnível d ( ) 
III) Deve ser mais eletronegativo que o potássio ( ) 
IV) Deve possuir raio atômico maior que o do rutênio ( ) 
V) No íon de carga +3, possui 5 elétrons em 3d ( ) 
 
V 
V 
V 
F 
F 
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PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
02) Observe as equações a seguir: 
 
A + energia → A+ + 1 elétron 
B + 1 elétron → B- + energia 
 
As propriedades periódicas relacionadas respectivamente com essas 
equações são: 
 
a) afinidade eletrônica e energia de ionização. 
b) energia de ionização e afinidade eletrônica. 
c) energia de ionização e eletronegatividade. 
d) eletropositividade e eletronegatividade. 
e) eletropositividade e afinidade eletrônica. 
 
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PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
03) Considerando as propriedades periódicas, indique a alternativa 
correta: 
 
a) Para elementos de um mesmo período, a primeira energia de 
ionização é sempre maior que a segunda. 
b) Com o aumento do número de camadas, o raio atômico, em um 
mesmo grupo, diminui. 
c) Para íons de elementos representativos, o número do grupo 
coincide com o número de elétrons que o átomo possui no último 
nível. 
d) Os elementos com caráter metálico acentuado possuem grande 
afinidade eletrônica. 
e) Para elementos de um mesmo grupo, o volume atômico aumenta 
com o aumento do número atômico. 
 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS 
1 + 2 + 4 + 8 + 16 = 31 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
LIGAÇÕES QUÍMICAS 
 
 
1. INTRODUÇÃO: Na tabela periódica existe um pequeno grupo de elementos, 
que eletronicamente _______________, sendo encontrados na forma de átomos 
isolados, são os _____________________ (VIII A ou zero). Esses elementos 
apresentam ____ elétrons na camada de valência. O hélio (He) é a única 
exceção: ele apresenta apenas uma camada com dois elétrons. Os demais 
elementos da tabela realizarão uma ______________________ para adquirir 
estabilidade eletrônica. 
 
 
 TIPOS DE LIGAÇÃO QUÍMICA: 
 
A) Ligação Iônica ou Eletrovalente; 
B) Ligação Covalente; 
C) Ligação Metálica. 
 
são estáveis 
Gases nobre 
8 
Ligação química 
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LIGAÇÕES QUÍMICAS 
Forças eletrostáticas 
metal 
ametal perdem 
metais IA IIA IIIA recebem 
ametais VA VIA VIIA 
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LIGAÇÕES QUÍMICAS 
Ligação Iônica 
ESCOLA DE APLICAÇÃO DO RECIFE 
LIGAÇÕES QUÍMICAS