UNIDADE II ESTRUTURA ATÔMICA

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Química Geral 
e Ambiental
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Profa. Ms. Luciana Borin de Oliveira
Revisão Textual:
Prof. Ms. Luciano Vieira Francisco
Estrutura Atômica
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• Introdução
• História
• Prótons, Elétrons e Nêutrons
• Número Atômico
• Símbolos dos Elementos Químicos
• Número de Massa
• Isótopos, Isóbaros e Isótonos
• Massa Atômica
• Massa Molecular
 · Nesta Unidade abordaremos a evolução do conhecimento da estrutura atômica, 
massas atômicas e massas moleculares.
 · O principal objetivo aqui é conhecer as diferentes teorias da estrutura atômica e, 
assim, quantificar e diferenciar massas atômicas e massas moleculares.
Caro(a) aluno(a),
Leia atentamente o conteúdo desta Unidade, que lhe possibilitará conhecer as dimensões 
da estrutura atômica.
Aqui você também encontrará uma atividade relacionada com o conteúdo estudado e 
composta por questões de múltipla escolha. Além disso, terá a oportunidade de ampliar seus 
conhecimentos na atividade de aprofundamento.
É extremamente importante que você consulte os materiais complementares, pois são 
ricos em informações, possibilitando-lhe o aprofundamento de seus estudos sobre os assuntos 
tratados nesta Unidade.
Estrutura Atômica
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Unidade: Estrutura Atômica
Contextualização
Caro(a) aluno(a),
Para iniciar esta Unidade, a partir da seguinte imagem reflita sobre a estrutura atômica:
Fonte: iStock/Getty Images
A imagem acima é símbolo da cidade de Bruxelas. Trata-se de um emaranhado de gigantes 
esferas de metal, construído para a Feira Mundial de 1958, representando uma estrutura 
atômica ampliada.
Oriente sua reflexão pelas seguintes questões:
Como se constitui um átomo?
O que é massa atômica? E massa molecular?
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Introdução
Diálogo com o Autor
O que você sabia de átomo até hoje? Eis o seu significado de acordo um dicionário 
online de língua portuguesa:
s.m. Fisioquímica. A menor partícula que compõe um elemento químico, composta 
pelo núcleo, cujo interior está repleto de prótons e nêutrons, e por elétrons que estão 
ao redor desse mesmo núcleo. P.ext. O que é excessivamente pequeno; insignificante. 
P.ext. Intervalo de tempo muito breve; instante.
Filosofia. Segundo os adeptos do atomismo, a determinação das características de cada 
objeto é feita por partículas – infindáveis, pequenas e não divisíveis – que se combinam e se 
separam por serem movidas por forças da natureza (Etm. do grego: átomos.os.on).
História
Em sua essência, toda matéria é formada por partículas bem pequenas, que chamamos 
de átomo.
Algumas passagens históricas são importantes para a criação do modelo atômico que 
atualmente conhecemos:
• Na Grécia Antiga, o filósofo Demócrito declarou que, ao dividirmos a matéria, chegamos 
às partículas indivisíveis, que são os átomos. 
Fonte: iStock/Getty Images
• Ernest Rutherford (1871-1937) mostrou que os átomos tinham uma região central 
compacta, chamada núcleo e que ali encontravam-se os prótons, partículas com 
carga positiva.
Elétron
Núcleo Próton
Órbita
Fonte: iStock/Getty Images
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Unidade: Estrutura Atômica
• James Chadwick  (1891-1974) descobriu o nêutron, partícula neutra, constituinte do 
núcleo atômico.
Fonte: iStock/Getty Images
Elétron
Núcleo Próton + Nêutron
Órbita
Durante a Antiguidade, acreditava-se que os átomos eram indivisíveis. Somente no século 
XX foi demonstrado que os átomos são formados por três partículas fundamentais: as negativas 
– elétrons –, as positivas – prótons – e as neutras – nêutrons. Os prótons e nêutrons ficam 
localizados no núcleo do átomo, enquanto os elétrons ficam dispersos na eletrosfera.
Cabe ressaltar que essa atual estrutura atômica ainda se encontra em estudo e constante 
evolução teórica.
 Reflita
A importância do estudo do átomo através do tempo é fascinante. Atualmente, 
considerando todos os recursos tecnológicos que temos, avançamos muito, mas 
as teorias que foram postuladas por Dalton, Faraday, Röentgen, Becquerel, 
Marie e Pierre Curie, Thomson, Rutherford e Bohr continuam a nos orientar 
e ensinar! 
Nesse sentido, procure saber um pouco mais sobre esses teóricos!
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Prótons, Elétrons e Nêutrons
Estudaremos mais a estrutura de um átomo, conhecendo suas partículas – prótons, elétrons 
e nêutrons – e suas relações:
• O próton e o elétron apresentam cargas iguais e de sinal contrário;
• Próton = carga positiva (+1) e o elétron = carga negativa (-1);
• O nêutron não possui carga.
• Átomo, considerado eletricamente neutro, terá quantidade de prótons = quantidade 
de elétrons;
• A carga do núcleo se dá unicamente ao número de prótons;
• A massa do elétron é considerada desprezível em relação à massa do próton;
• A massa do átomo está praticamente concentrada no núcleo;
• A massa da eletrosfera é considerada desprezível em relação à massa do núcleo.
Resumindo:
Quadro 1.
Carga Massa relativa Símbolo
Próton Positiva 1 p
Elétron Negativa 1 e
Nêutron Neutra Desprezível n
 Saiba Mais
Os átomos são compostos de prótons e elétrons, podendo apresentar ou não 
nêutrons. O  átomo de hidrogênio  não possui nêutron: é formado por um 
elétron girando em torno de um próton localizado em seu núcleo.
• Elétrons – são partículas de massa pequena – aproximadamente 1.840 vezes 
menor que a massa do próton –, dotados de carga elétrica negativa: -1,6.10-
19C. Movem-se ao redor do núcleo atômico em rotas de translação e rotação, 
gerando campos de energia;
• Prótons  – juntamente aos nêutrons, suas partículas formam o núcleo 
atômico. Possuem carga positiva de mesmo valor absoluto que a carga dos 
elétrons; assim, um próton e um elétron tendem a se atrair eletricamente 
por serem opostos;
• Nêutrons – juntamente aos prótons, suas partículas formam o núcleo atômico. 
Possuem carga elétrica nula e são dispostos estrategicamente no núcleo para 
promover sua estabilização.
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Unidade: Estrutura Atômica
 Para pensar
O artigo intitulado Aspectos técnicos, econômicos e sociais do uso pacífico 
da energia nuclear, de Carajilescov e Moreira (2008), apresenta projeções do 
Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas – Intergovernmental Panel 
on Climate Change (IPCC) –, diante do crescimento populacional mundial. 
Apontam a necessidade de se quintuplicar o fornecimento de energia no mundo 
até 2050. Essa maior demanda deverá ocorrer em países emergentes como 
Brasil, China, Índia e outros da América do Sul, Ásia e África. Tal cenário, 
associado às preocupações com as mudanças climáticas e à escalada de preços 
de geração de outras tecnologias, provocou o ressurgimento de usinas nucleares 
para a geração de potência.
Atualmente existem 443 usinas nucleares, correspondendo a 370 GW(e) de 
potência nominal, que representam 17% da potência mundial instalada. Desde 
1980, a produção nuclear de energia elétrica saltou de 0,7 milhão para 2,6 
milhões de GWh por ano. No Brasil, com a entrada em operação da usina 
Angra 2, em 2000, essa produção está em torno de quatorze mil GWh por 
ano. Excetuando os acidentes de Three Mile Island e Chernobyl, a partir de 
1990, a geração nuclear tem ocorrido de forma eficiente e segura.
Com o mercado nuclear reaquecido, a European Commission, órgão da 
comunidade europeia, divulgou, recentemente, o documento The sustainable 
nuclear technology platform – a vison report, objetivando garantir a liderança 
tecnológica europeia nesse setor. Nos EUA, a Administração de Informações 
Sobre Energia (EIA), órgão do Departamento de Energia (DOE), vem 
promovendo a certificação ou pré-certificação de novos reatores comerciais 
e, através do apoio e participação no Fórum Internacional da Quarta Geração 
(GIF), tem acompanhado o desenvolvimento de longo prazo da futura geração 
de reatores nucleares.
No Brasil, além darecente decisão do Conselho Nacional de Política Energética 
(CNPE), referente à conclusão das obras da usina Angra 3, a retomada do 
programa nuclear, estagnado desde o início da década passada, deve ocorrer em 
um futuro próximo. A expansão do aproveitamento nuclear, tendo em vista a 
evolução tecnológica ocorrida nas últimas décadas, tem levado a uma reavaliação 
dos aspectos econômicos, tecnológicos, regulatórios e socioambientais desse 
setor, no Brasil e no mundo.
Qual opinião você tem sobre isso?
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Número Atômico
A principal característica de um átomo é o seu número de prótons, que foi chamado de 
número atômico e recebeu o símbolo Z. Ou seja, o número atômico é o número de prótons 
existentes no núcleo do átomo. 
Os átomos que apresentam o mesmo número atômico pertencem ao mesmo elemento 
químico representado na tabela periódica, por exemplo, o elemento químico cloro é Z = 17.
Todo átomo que possuir 17 prótons é um átomo de cloro, pertence ao elemento 
químico cloro.
O número atômico é representado graficamente por ZX.
Importante!
O número atômico deve sempre ser calculado pelo 
número de prótons, pois esse número é identidade do 
elemento químico e não varia.
Exercício proposto
Um dado elemento X possui 14 prótons e 9 nêutrons. Calcule o número 
atômico Z;
Outro elemento Y possui número atômico Z igual a 19 e tem 20 nêutrons. 
Calcule o número de prótons;
E ainda um elemento W possui 30 prótons e número de massa A igual a 36. 
Calcule o número atômico Z.
Resumindo:
Quadro 2.
Átomo Número de prótons Número atômico
Sódio 11 11
Ferro 26 26
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Unidade: Estrutura Atômica
Símbolos dos Elementos Químicos
Os elementos químicos são identificados por símbolos. O símbolo do elemento é o mesmo 
do átomo correspondente. Assim e por exemplo, o símbolo Br indica o elemento químico e 
o átomo bromo.
Fonte: iStock/Getty Images
Quadro 3.
Elemento Símbolo
Ouro Au
Alumínio Al
Prata Ag
Cobre Cu
Atenção
Não existe uma regra fixa para definir a – ou as – letra(s) que 
representam o elemento químico: pode ser pela primeira letra do 
nome, as duas primeiras letras do nome, ou ainda pelas primeiras 
letras do nome em latim. Na tabela periódica você poderá encontrar 
todos ordenados pelo seu respectivo número atômico.
Pesquise o símbolo dos seguintes elementos químicos e compartilhe 
a informação com seus colegas:
• Flúor;
• Hélio;
• Iodo;
• Cálcio;
• Magnésio.
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Número de Massa
Número de massa (A) é representado pela soma do número de prótons com o número de 
nêutrons. Indica a quantidade de partículas existentes no núcleo do elemento químico.
Assim, teremos: 
Um átomo com p = número de prótons e n = número de nêutrons, de modo que veremos 
que o número de massa A será representado por A = p + n. 
Conhecendo os valores de Z e A do átomo, torna-se possível calcular o número de prótons, 
elétrons e nêutrons.
A representação gráfica do número de massa é XA.
Exercício proposto
Um dado elemento X possui 15 prótons e 16 nêutrons. Calcule o número 
de massa A;
Outro elemento Y possui número de massa A igual a 55 e tem 17 nêutrons. 
Calcule o número de prótons;
E considerando um elemento W que possui 20 prótons e um número de 
massa A igual a 46, calcule o número de nêutrons.
 Saiba Mais
O átomo é o elemento que possui o número de prótons igual ao número de 
elétrons, sendo eletricamente neutro. Se o número de prótons for diferente 
ao número de elétrons, então não será mais um átomo neutro, passará a ser 
chamado de íon.
A representação dos íons é X+1, ou X-1.
Então:
Átomo
Ânion:
AX
Cátion:
ganha ē
perde ē
Z
-n
AXZ +n
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Unidade: Estrutura Atômica
Isótopos, Isóbaros e Isótonos
Os elementos químicos se relacionam pela comparação de seus números de prótons, 
nêutrons e elétrons.
A
ZX ou ZX
A
• Isótopos são os elementos que apresentam o mesmo número de prótons (p) e número 
de massa (A) diferentes: 
12A ou 12A
• Isóbaros são os átomos com o mesmo número de massa (A) de elementos diferentes:
12A ou 11B
• Isótonos são os átomos de elementos diferentes, mas com o mesmo número de nêutrons (n): 
12A ou 14B
Exercício proposto
Qual a relação entre os átomos isótopos, isóbaros e isótonos?
• 17W
35
17 W
37
• 25 X
55
26 Y
56
• 18 Z
40
19 W
40
Pesquise e complete:
Quadro 4.
Elemento Símbolo Número atômico Número de massa Prótons Nêutrons
Hélio H 01 01
Boro B 05 11
Flúor F 09 19
Oxigênio O 08 16
Para os elementos que possuem o mesmo número de elétrons, 
damos o nome de isoeletrônicos:
12A 14B
+2
 10C
-2
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 Massa Atômica
De acordo com a Química clássica que aprendemos, a massa atômica do carbono é igual 
a 12u, sendo o padrão para a medida de massas atômicas de todos os outros elementos. O 
carbono 12 é o isótopo do carbono que apresenta seis prótons e seis nêutrons em seu núcleo.
A massa de um átomo qualquer depende da quantificação de elétrons, prótons e nêutrons 
de sua estrutura. 
Dizer que um elemento qualquer possui massa atômica de 24u equivale a afirmar que esse 
apresenta massa 24 vezes maior que a massa de 1/12 do átomo do carbono (A=12). Ou seja, 
a massa atômica do elemento S é duas vezes a massa atômica do carbono.
Para entender melhor:
Observe abaixo alguns elementos químicos extraídos da tabela periódica com seus respectivos 
números atômicos e massas atômicas:
Quadro 5.
Elemento Símbolo Número atômico Massa atômica
Enxofre S 16 32,06
Oxigênio O 8 16,00
Sódio Na 11 23,00
Alumínio Al 13 26,98
Cálcio Ca 20 40,08
Hélio He 2 4,00
Iodo I 53 126,90
Cobre Cu 29 63,55
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Unidade: Estrutura Atômica
Massa Molecular
A partir do conhecimento das massas atômicas dos átomos que constituem uma molécula, 
podemos calcular sua massa molecular.
A massa molecular é representada pela soma das massas atômicas (u) dos átomos 
da molécula.
Estudaremos a massa molecular da água – de formula H2O:
2 x massa atômica do hidrogênio (H) + 1 x massa atômica do oxigênio (O).
2 x (1u) + 1 x (16u) = 18u
Observe que é necessário multiplicar a massa atômica de cada elemento pelo número de 
átomos desse presentes na molécula para somar as contribuições de todos os elementos no 
valor final.
Outros exemplos:
Mg(OH)2 (hidróxido de magnésio)
2 x (massa atômica do H) = 2 x 1 = 2
2 x (massa atômica do O) = 2 x 16 = 32
1 x (massa atômica do Mg) = 1 x 24 = 24
Massa molecular = 2 + 32 + 24 = 58u
Ca(NO3)2 (nitrato de cálcio)
6 x (massa atômica do O) = 6 x 16 = 96
2 x (massa atômica do N) = 2 x 14 = 28
1 x (massa atômica do Ca) = 1 x 40 = 40
Massa molecular = 96 + 28 + 40 = 164u
Massa Molecular (MM) é a massa da molécula medida em 
unidades de massa atômica (u). Para cálculos estequiométricos 
podemos utilizar a unidade grama (g). 
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Material Complementar
Leituras:
Caro(a) aluno(a),
Para complementar os conhecimentos adquiridos nesta Unidade, leia o seguinte artigo:
XAVIER, A. M. et al. Marcos da história da radioatividade e tendências atuais. 
Quím. Nova, v. 30, n. 1, p. 83-91, 2007.
Disponível em: http://quimicanova.sbq.org.br/imagebank/pdf/Vol30No1_83_18-RV05217.pdf
Livros:
E para maiores conhecimentos sobre radioatividade, consulte:
ÇENGEL, Y. A.; BOLES, M. A. Termodinâmica. 7. ed. [S.l.]: Bookman, 2013.
KLEIN, E.; DUTROW, B. Manual de Ciência dos minerais. 23. ed. [S.l.]: Bookman, 2011.
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Unidade: Estrutura Atômica
Referências
BROWN, T. L.; LEMAY, H. E.; BURSTEN, B. E. Química – a Ciência central. 9. ed. São Paulo: 
Pearson Prentice Hall, 2005.
CARAJILESCOV, P.; MOREIRA, J. M. L. Aspectos técnicos, econômicos e sociais do uso 
pacífico da energia nuclear. Ciênc. Cult., São Paulo, v. 60, n. 3, set. 2008.
CHANG, R. Química geral – conceitos essenciais. 4. ed.São Paulo: McGraw-Hill, 2006.
SARDELLA, A. Curso de Química: Química geral. 25. ed. São Paulo: Ática, 2002.
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Anotações