Matéria, medidas e teoria atômica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
 
MATÉRIA E MEDIDAS 
 
 
 
Disciplina: Química I 
Professora: Jéssica Aline Santos Lemos 
Por que estudar Química? 
 Porque ela fornece informações 
importantes sobre nosso mundo e como ele 
funciona; 
 
 Melhoria do tratamento da saúde; 
 Conservação dos recursos naturais; 
 Proteção do meio ambiente; 
 Suprimento de nossas necessidades 
diárias; 
QUÍMICA 
Física 
Engenharia 
Biologia 
Agronomia 
Geologia 
Outras 
Classificação da matéria 
De acordo com seu estado físico 
 
 
 
De acordo com sua composição 
Elemento Composto Mistura 
Vapor: não possui nem 
volume e nem forma 
definida 
Líquido: possui volume 
definido, mas não tem 
forma definida 
Sólido: possui forma e 
volume definido (rígidos) 
Estados Físicos 
Elementos: não podem ser decompostos em 
substâncias mais simples; 
 
Compostos: são constituídos de dois ou mais 
elementos; 
 
Mistura: são combinações de duas ou mais 
substâncias nas quais cada uma mantém a sua 
própria identidade química; 
Composição 
Matéria 
É toda 
uniforme? 
Homogênea 
Mistura 
heterogênea 
Tem composição 
variável? 
Mistura 
homogênea 
(solução) 
Substância 
pura 
Pode ser separada 
em substâncias 
mais simples? 
Composto Elemento 
Não 
Não 
Não 
Sim 
Sim 
Sim 
Propriedades da matéria 
 
Mudanças Físicas 
 
 
 
Mudanças Químicas 
Unidades de Medida 
Em 1960, chegou-se ao acordo internacional 
das medidas científicas (Si); 
 Grandeza Nome da unidade Abreviatura 
Massa Quilogramas kg 
Comprimento Metros m 
Tempo segundos s 
Temperatura Kelvin K 
Quantidade de 
matéria 
Mol mol 
Corrente elétrica Ampère A 
Intensidade 
luminosa 
Candela cd 
Temperatura 
 
K= C+273,15 
C= 5/9 ( F - 32) 
F= 9/5 ( C) + 32 
Volume 
 
L= 1 dm3 
1 mL= 1 cm3 
 
 
Densidade 
 
g/mL 
g/cm3 
 
 
Incerteza na medida 
Qual a diferença entre 4,0 e 4,00? 
Exercícios 
1. Se a previsão do tempo diz que a temperatura do dia atingirá 
31 C, qual é a temperatura prevista: (a) em K e (b) em F. 
 
2. Etilenoglicol, o principal ingrediente de anticongelantes, 
congela a – 11,5 C. qual o ponto de congelamento: (a) em K e 
(b) em F. 
 
3. Qual o comprimento em polegadas de um bastão de 8 m? 
(Dados: 1 pol.= 2,54 cm) 
 
4. A velocidade média de uma molécula de nitrogênio no ar a 25 
C é 515 m/s. Coverta essa velocidade para milhas por hora. 
(Dados: 1 mi= 1,6093 km) 
Teoria Atômica 
3. Teoria de Rutherford 
4. O modelo Atômico Atual 
1. Teoria de Dalton 
2. Teoria de Thomson 
Demócrito (470-360 a.C.) 
a.C.) 
Leucipo (séc. V a.C.) 
3. Este limite seriam partículas bastante 
pequenas que não poderiam mais ser 
divididas, os ÁTOMOS INDIVISÍVEIS. 
Evolução dos Modelos Atômicos 
1. A matéria NÃO pode ser dividida 
infinitamente. 
2. A matéria tem um limite com as 
características do todo. 
Aristóteles rejeita o modelo de 
Demócrito 
Aristóteles acreditava que toda matéria era 
contínua e composta por quatro elementos: AR, 
ÁGUA, TERRA e FOGO. 
O Modelo de Demócrito 
permaneceu na sombra durante 
mais de 20 séculos. 
Aristóteles (384 a.C. - 322 a.C.) 
 
 A visão “atômica” da matéria 
enfraqueceu-se por vários séculos, durante os 
quais a filosofia aristotélica dominou a cultura 
ocidental. 
 
 A noção sobre átomos ressurgiu na Europa 
durante o século XVII, quando os cientistas 
tentaram explicar as propriedades dos gases. 
 Isaac Newton, o mais famoso cientista de 
seu tempo, defendeu a ideia da existência de 
átomos. 
 
 Quando os químicos aprenderam a medir a 
quantidade de matéria que reagia com outra para 
formar uma nova substância, a base da teoria 
atômica estava proposta. 
 
 Essa teoria surgiu durante o período 1803 –
1807 no trabalho de um professor inglês, John 
Dalton. 
Modelo Atômico de Dalton 
1. Os átomos são esféricos, maciços, indivisíveis e 
indestrutíveis. 
2. Os átomos de elementos 
diferentes têm massas 
diferentes. 
3. As massas dos reagentes e produtos participantes de uma reação mantêm uma 
proporção constante. Lei da composição Constante 
4. Os átomos não são criados nem destruídos, apenas trocam 
de parceiros para produzirem novas substâncias. (Ideia de 
elemento e composto) Lei da Conservação de Massas 
John Dalton (1766 - 1844) 
Não explicou a Eletricidade nem a Radioatividade. 
PROBLEMAS DO MODELO 
 Mais tarde, os cientistas constataram que o 
átomo era constituído de partículas 
subatômicas ainda menores. 
 
 O átomo é composto em parte por 
partículas carregadas eletricamente, algumas 
com carga positiva (+) e outras com carga 
negativa (-). 
 
Modelo Atômico de Thomson 
 
 
J. J. Thomson (1856-1909) 
Thomson propôs que o átomo seria uma espécie de bolha gelatinosa, completamente 
maciça na qual haveria a totalidade da carga POSITIVA homogeneamente 
distribuída. 
O Modelo Atômico de Thomson foi derrubado em 
1908 por Ernerst Rutherford. 
Incrustada nessa gelatina 
estariam os Elétrons de carga 
NEGATIVA. 
A Carga total do átomo seria 
igual a zero. 
Thomson e os raios catódicos 
 
apresentam massa 
Carga negativa 
Estão presentes em qualquer material 
 
 Em 1897, Thomson determinou que a 
proporção carga-massa de um elétron é 1,76 x 
1011 C/Kg. 
 
 Em 1909 Robert Millikan, conseguiu 
medir com êxito a carga de um elétron 
realizando o que é conhecido como 
“Experimento da Gota de Óleo de Millikan”. 
 
Objetivo: encontrar a carga no elétron para 
determinar sua massa. 
Experimento da Gota de Óleo de 
Millikan Quando uma gota está 
perfeitamente equilibrada, 
seu peso é igual à força 
de atração eletrostática 
entre a gota e a chapa 
positiva. 
Carga do elétron 
Utilizando este experimento, Millikan 
determinou que a carga no elétron é 1,60 x 10-19 
C. 
 
Conhecendo a proporção carga-massa, 1,76 x 108 
C/g, Millikan calculou a massa do elétron: 9,10 
x 10-28 g. 
 
Com números mais exatos, concluímos que a 
massa do elétron é 9,10939 x 10-28 g. 
W. K. Röntgen (1845 - 1923) 
Henri Becquerel (1852-1908) 
Röntgen estudava raios emitidos pela ampola de Crookes. 
Repentinamente, notou que raios desconhecidos saíam 
dessa ampola, atravessavam corpos e impressionavam 
chapas fotográficas. 
Becquerel tentava relacionar fosforescência de minerais à base 
de urânio 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. 
Como os raios eram 
desconhecidos, chamou-os 
de RAIOS-X. 
Iniciam-se, portanto, os estudos relacionados à 
RADIOATIVIDADE. 
Radioatividade 
Modelo Atômico de Rutherford 
Em 1910, Rutherford executou um experimento 
que contestava o modelo de Thomson: 
 
Uma fonte de partículas α foi colocada na boca 
de um detector circular. 
 
As partículas a foram lançadas através de um 
pedaço de chapa de ouro. 
Ernest Rutherford (1871 - 1937) 
A maioria das partículas alfa atravessam a 
lâmina de ouro sem sofrer desvios. 
Algumas partículas alfa sofreram 
desvios de até 90º ao atravessar a 
lâmina de ouro. 
Algumas partículas alfa 
RETORNARAM. 
O que Rutherford observou 
Então, como explicar esse fato? 
Proposta de Rutherford para explicaras observações do 
laboratório 
Para que uma partícula alfa pudesse inverter sua 
trajetória, deveria encontrar uma carga positiva bastante 
concentrada na região central (o NÚCLEO), com massa 
bastante pronunciada. 
Rutherford propôs que o NÚCLEO, conteria toda a 
massa do átomo, assim como a totalidade da carga 
positiva (chamadas de PRÓTONS). 
Os elétrons estariam girando 
circularmente ao redor desse núcleo, 
numa região chamada de 
ELETROSFERA. 
Sistema Solar 
Surge assim, o ÁTOMO NUCLEAR! 
Modelo Planetário 
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. 
By Prof. Leandro Lima 
Energia 
Perdida - 
LUZ 
Portanto, o Modelo Atômico de 
Rutherford, mesmo explicando o que foi 
observado no laboratório, apresenta uma 
INCORREÇÃO. 
Exercícios 
1. Associe as afirmações a seus respectivos responsáveis: 
 
I- O átomo não é indivisível e a matéria possui propriedades elétricas (1897). 
 
II- O átomo é uma esfera maciça (1808). 
 
III- O átomo é formado por duas regiões denominadas núcleo e eletrosfera 
(1911). 
 
 
a) I - Dalton, II - Rutherford, III - Thomson. 
b) I - Thomson, II - Dalton, III - Rutherford. 
c) I - Dalton, II - Thomson, III - Rutherford. 
d) I - Rutherford, II - Thomson, III - Dalton. 
e) I - Thomson, II - Rutherford, III - Dalton. 
 
2. 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. 
 
O número de erros cometidos pelo estudante é: 
a) 0 
b) 1 
c) 2 
d) 3 
 
3. Assinale a alternativa que completa melhor os espaços apresentados na frase 
abaixo: 
 
“O modelo de Rutherford propõe que o átomo seria composto por um núcleo 
muito pequeno e de carga elétrica ........., que seria equilibrado por ........, de 
carga elétrica ..............., que ficavam girando ao redor do núcleo, numa 
região periférica denominada ...........” 
 
a) neutra, prótons, positiva e núcleo. 
b) positiva, elétrons, positiva, eletrosfera. 
c) negativa, prótons, negativa, eletrosfera. 
d) positiva, elétrons, negativa, eletrosfera. 
e) negativa, prótons, negativa, núcleo. 
 
4. Em relação ao modelo atômico de Rutherford, julgue os itens a seguir como 
verdadeiros ou falsos: 
 
a) Esse modelo baseia-se em experimentos com eletrólise de soluções de sais 
de ouro. 
b) Ele apresenta a matéria constituída por elétrons em contato direto com os 
prótons. 
c) O modelo foi elaborado a partir de experimentos em que uma fina lâmina de 
ouro era bombardeada com partículas α. 
d) Segundo esse modelo, só é permitido ao elétron ocupar níveis energéticos 
nos quais ele se apresenta com valores de energia múltiplos inteiros de um 
fóton. 
e) Esse modelo é semelhante a um sistema planetário, em que os elétrons 
distribuem-se ao redor do núcleo, assim como os planetas em torno do Sol.