Átomos e elementos

Prévia do material em texto

Átomos e Elementos
Teoria Atômica
Prof. Adriano Sartori
Química Inorgânica I
Nesta e nas próximas aulas veremos......
Teoria Atômica;
Prótons, nêutrons e elétrons: Uma perspectiva histórica;
Estrutura atômica;
Número atômico e número de massa de um átomo;
Isótopos;
Massa atômica;
Tabela Periódica.
Existem 112 elementos 
químicos, mas só alguns 
são importantes 
comercialmente ou têm 
interesse biológico!!!!!
Você é capaz de identificar alguns destes 
elementos mostrados ao lado?
Segundo o químico italiano Primo 
Levi, em sua obra a Tabela 
Periódica....
Os elementos químicos estão associados em 
diversos momentos de nossas vidas..
Imagine a história de um único átomo de carbono.....
Foi calcário (CaCO3);
Calcinado, se tornou gás carbônico (CO2);
Até o dia que entrou no ciclo da vida (Biomoléculas – Carboidratos,
Lipídeos, DNA e RNA, Proteínas, etc
Primo Levi
Teoria Atômica
Teoria Atômica – Demócrito 
(460 – 370 A.C)
Imaginemos um pedaço de ouro; se dividirmos o ouro em pedaços cada
vez menores, chegaremos ao átomo, isto é; uma minúscula partícula de
ouro que não poderá mais ser dividida.
Átomo – partícula indivisível
Os átomos possuem estrutura
Aristóteles
Os elementos eram formados por
fogo, terra, ar e água
O modelo de Demócrito permaneceu obscuro por mais 
de 20 séculos!!!!
Explique....
As roupas molhadas, penduradas num secador, acabam por ficar 
secas;
Um copo cheio de água fica úmido na parte de fora;
Cristais de açúcar dissolvem-se em água;
O açúcar dissolve-se mais rapidamente em água quente do que 
em água fria.
Teoria Atômica – Dalton (1808)
Toda matéria é constituída de átomos. Estes corpos, indivisíveis e 
indestrutíveis, constituem as partículas finais da química;
Todos os átomos de um elemento são idênticos, não só quanto a 
massa, mas também quanto à outras propriedades. Átomos 
diferentes tem massas e propriedades diferentes;
Os compostos se formam pela combinação de duas ou mais espécies 
diferentes de átomos. Os átomos se combinam na razão de números 
inteiros e pequenos;
Os átomos são as unidades das transformações químicas. Uma 
reação química envolve apenas combinação, separação e rearranjo.
Bola de Bilhar
Problemas: Não explica a radioatividade 
nem a eletricidade
Teoria Atômica – Thomson 
(1904)
Thomson propôs que o átomo seria uma espécie de bolha 
gelatinosa, completamente maciça na qual haveria a 
totalidade da carga POSITIVA homogeneamente distribuída.
(Modelo do Pudim de Passas)
Sobre essa massa positiva, cargas negativas (elétrons) 
estariam distribuídas, de modo que a carga total do átomo 
fosse igual a zero
Carregado e
Divisível.
Descobre o elétron!!!!
Modelo Atômico derrubado em 1908 por Ernest 
Rutherford
1856-1940
RAIOS-X
A Radioatividade e a Derrubada do 
Modelo de Thomson
Röetgen estudava raios emitidos pela
ampola de Crokes. Repentinamente,
notou que raios desconhecidos saíam
dessa ampola, atravessavam corpos e
impressionavam chapas fotográficas.
Como os raios eram desconhecidos,
chamou-os de RAIOS-X
Becquerel tentava relacionar fosforência de
minerais à base de urânio com 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.
Iniciam-se os estudos relacionados a
RADIOATIVIDADE.
W.C. Röetgen
(1845-1923)
A.H. Becquerel
(1852-1908)
Raios X
O Casal Curie e a Radioatividade
O casal Curie formou uma notável parceria e fez grandes
descobertas, como o polônio, em homenagem à terra natal de Marie,
e o rádio, de “radioatividade”, ambos de importância fundamental no
grande avanço que seus estudos imprimiram ao conhecimento da
estrutura da matéria.
1943
A vez de Rutherford
Convencido pelo seu orientador 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 do novo modelo atômico.
O Experimento Rutherford
Rutherford propõe a dois de seus alunos – Johannes Hans Wilhelm
Geiger e Ernest Mardsen – que bombardeassem finas folhas de
metais com as partículas alfa, a fim de comprovar, ou não, a validade
do modelo atômico de Thomson.
Como o átomo, segundo Thomson, era uma espécie de bolha
gelatinosa, completamente neutra, no momento em que partículas
alfa (em alta velocidade) colidissem com esses átomos passariam
direto, podendo sofrer pequeníssimos desvios de sua trajetória.
Geiger e Rutherford
Thomson
e
Rutherford
Caso o modelo de Rutherford 
estivesse correto....
A maioria das partículas alfa atravessariam a lâmina de ouro 
sem sofrer desvios
No entanto, algumas partículas alfa sofreram desvios de até 90ºC 
ao atravessar a lâmina de ouro.
Algumas partículas 
retornaram!!!!
Proposta de Rutherford para explicar as 
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 (chamada de prótons).
Os elétrons estariam 
girando circularmente ao 
redor desse núcleo numa 
região chamada de 
ELETROSFERA.
Rutherford
Modelo Planetário;
Descobriu o núcleo;
Átomo imenso vazio;
Núcleo 10000 vezes menor que o átomo
Modelo Atômico de Bohr
Estudava espectros de emissão do gás hidrogênio. O gás
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.
Bohr 
e 
Rutherford
Diagrama de Linus Pauling
FOGOS
DE
ARTIFICIO
Se o núcleo é formado por partículas 
positivas, por quê elas não se 
repelem?
Em 1932, James Chadwick descobriu a partícula do núcleo atômico 
responsável pela sua estabilidade, que passou a ser conhecida por 
nêutron, devido ao fato de não ter carga elétrica. Por essa 
descoberta ganhou o Nobel de Física de 1935
James Chadwick
1891-1974A Descoberta do 
Nêutron
Considerando a experiência de Rutherford, assinale a alternativa falsa:
a) A experiência consistiu em bombardear películas metálicas delgadas com 
partículas alfa. 
b) Algumas partículas alfa foram desviadas de seu trajeto devido à repulsão 
exercida pelo núcleo positivo do metal. 
c) Observando o aspecto de difração das partículas alfa, Rutherford concluiu 
que o átomo tem densidade uniforme. 
d) Essa experiência permitiu descobrir o núcleo atômico e seu tamanho 
relativo. 
e) Rutherford sabia antecipadamente que as partículas alfa eram carregadas 
positivamente. 
Resposta C
Uma moda atual entre as crianças é colecionar figurinhas que brilham no escuro. 
Essas figuras apresentam em sua constituição a substância sulfeto de zinco. O 
fenômeno ocorre porque alguns elétrons que compõem os átomos dessa 
substância absorvem energia luminosa e saltam para níveis de energia mais 
externos. No escuro, esses elétrons retornam aos seus níveis originais, liberando 
energia luminosa e fazendo a figurinha brilhar. Essa característica pode ser 
explicada considerando-se o modelo atômico proposto por: 
a) Dalton. 
b) Thomson. 
c) Lavoisier. 
d) Rutherford. 
e) Bohr. 
Resposta E
A teoria atômica de Dalton só não está claramente expressa em: 
a) A formação dos materiaisdá-se através de diferentes associações entre 
átomos iguais ou não. 
b) O átomo possui um núcleo positivo envolto por órbitas eletrônicas.
c) O número de átomos diferentes existente na natureza é pequeno. 
d) Os átomos são partículas que não se podem dividir. 
e) Toda matéria é formada por partículas extremamente pequenas. 
Resposta B
Número Atômico, Massa e de 
Neutrôns
Número Atômico (Z) indica o número de prótons existentes em um
átomo;
Quando o átomo esta neutro, o número de prótons (Z) é igual ao número
de elétrons (e-);
Portanto, para o átomo neutro Z = e-
Número de nêutrons (n) indica o número de partículas sem carga
(nêutrons) presentes no núcleo do átomo;
Número de Massa (A) indica a soma de prótons e nêutrons presentes no
núcleo do átomo.
A = Z + n
Por quê não consideramos a massa 
do elétron para a soma da massa (A)?
Massa do próton: 1,673 x 10-27 Kg 
Massa do nêutron: 1,675 x 10-27 Kg
Massa do elétron: 9,109 x 10-31Kg
A massa do elétron é 
desprezível!!!!!
Representação de um átomo
Concluímos:
O símbolo do Bromo é Br;
O Bromo tem Z = 35;
Portanto, o átomo neutro de 
bromo tem 35 elétrons;
O A do Bromo é igual a 81u;
O número de nêutrons do 
bromo igual a:
A = Z + n
81 = 35 + n
n = 46
Isótopos
Átomos que possuem 
o mesmo Z
Isóbaros
Átomos que possuem 
o mesmo A
Isótonos
Átomos que possuem o mesmo 
número de nêutrons (n)
Sejam os elementos A, B e C de números atômicos
consecutivos e crescentes na ordem dada. Sabendo que
A e B são isóbaros e que B e C são isótonos, podemos
concluir que o número de massa do elemento C é igual a:
Dados: Massa de A = 150
Número de prótons de A = 63.
a) 150
b) 64
c) 153
d) 65
e) 151
Resposta E