Aula - Estrutura Atomica

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Estrutura atômica
Química Geral
Profª. Elizabeth Rodrigues Rangel Roriz
EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS - HISTÓRICO
Será que tudo pode ser quebrado em metades para sempre?
 
Ou será que encontraremos algo tão pequeno que não pode ser mais 
dividido?
DEMÓCRITUS (400 a.c) – IDEIA FILOSÓFICA (Maior 
expoente do atomismo)
* Primeiro registro de uma abordagem razoável a resposta 
do menor de todas as coisas foi a do grego Demócritus.
 *Todas as coisas que existem se compõem de átomos e 
vácuo
* Toda realidade é feita de partículas no espaço
* Os átomos têm movimentos
* Os átomos são indivisíveis
* As coisas existentes diferem entre si por causa da forma, 
do arranho e da posição dos seus átomos.
* Todos os eventos resultam da colisão dos átomos
* O espírito humano poderia ser explicado por átomos da 
alma
Sua teoria foi ridicularizada por Aristóteles e Platão (Filósofos 
mais populares na época).
Recebeu total oposição da Igreja – Modelo Rejeitado.
O prestígio de Aristóteles 
“cegou” os filósofos e 
Cientistas durante quase
 dois mil anos
JOHN DALTON 
FATOS CIENTÍFICOS QUE ANTECEDERAM AO MODELO DE DALTON:
* ALQUIMIA (transmutação) – substituiu o estudo da natureza puramente mental 
dos gregos por um conceito de observação e experimento.
 Mentalismo Método científico (observação e experimento)
* 1240 (Inglaterra) -Roger Bacon -tentou demonstrar um sistema formal de 
conhecimento da natureza baseado firmemente na observação e na 
experimentação. Como muitos outros Bacon foi intimidado pela religião 
ortodoxa e resolveu não publicar os seus estudos.
* 1540- 1603 (Inglaterra) – William Gilbert – Bases das Ciências Magnéticas- 
demonstrou que vários materiais diferentes quando atritadas tem a 
capacidade de atrair pequenas porções de matéria.
* 1783 -Lavoisier (França) – Lei da Conservação da Matéria – sugeriu que a 
matéria era concreta e mensurável e não desapareciam numa reação química.
* 1785 – Charles Augustin Coulomb (França)– estabeleceu a Lei de Coulomb – A 
força entre duas cargas elétricas varia inversamente ao quadrado distância 
entre os seus centros.
* 1792 – Benjamin Franklin (Estados unidos) – Demonstrou que os raios eram 
eletricidades.
* 1794 – Joseph Louis Proust (França) – Lei das Proporções Definidas – propôs 
que a enorme variedade de compostos químicos era feita de matérias 
componentes ou elementos.
 
TEORIA ATÔMICA DE JOHN DALTON (1807) 
 
*Supôs que quando a água absorve um gás, as partículas do gás penetram nos poros 
existentes nas partículas da água. 
*Quando as partículas do gás for leve poucas penetrariam na água (menor absorção).
* Quanto mais pesado, maior número de partículas penetrariam nos poros da água.
* A teoria subtendia que a matéria era feita de partículas individuais com espaços entre 
elas.
* Os elementos da matéria consistiam de tipos característicos de partículas (átomos).
* As partículas ou átomos de um determinado elemento são idênticos entre si
* Os átomos são indivisíveis
Por que a água absorve mais um determinado 
tipo de gás do que outro?
*Os elementos são formados por pequeníssimas 
partículas, os átomos.
*Todos os átomos de um determinado elemento são 
idênticos entre si.
*Os átomos de um determinado elemento são 
diferentes dos átomos de outro elemento e o 
que os diferencia são suas massas relativas.
*Os átomos de um elemento podem se combinar 
com átomos de outros elementos formando os 
átomos compostos. Um dado composto possui 
sempre o mesmo numero relativo de tipos de 
átomos.
*Os átomos não podem ser criados, divididos ou 
destruídos através de processos químicos. Uma 
reação química simplesmente altera o modo de 
agrupamento dos átomos.
Dalton criou uma notação nova para representar reações químicas que 
combinavam átomos diferentes, conforme mostrado na figura abaixo: 
 Depois de Dalton a marcha 
das descobertas acelerou-se
 JOSEPH JOHN THOMSON (1897) 
FATOS CIENTÍFICOS QUE ANTECEDERAM AO MODELO DE THOMSON:
 * 1821 – Michael Faraday (Inglaterra) - usou a eletricidade para decompor a 
água em hidrogênio e oxigênio. Ele julgou que a eletricidade era a força do 
infinito que mantinha os compostos unidos. Em outro experimento Faraday 
começou com um dispositivo gerador de centelhas ao qual ligou um tubo de 
vidro. Quando ele retirou parcialmente o ar, ele viu um fluxo de luz rosa 
correndo de um terminal para o outro. Com passar dos anos as técnicas de 
redução da pressão no tubo de descarga foram aperfeiçoadas. O padrão da 
luz no tubo mudou com a redução na pressão até que finalmente num vácuo 
de ar um tímido brilho verde iluminou o tubo.
* 1861 – William Crookes (Inglaterra)- projetou tubos de vácuo mais 
complexos que demonstrou que o que quer que causasse o brilho parecia 
fluir do catodo ou terminal negativo. Interrompendo este fluxo do catodo, ele 
demonstrou que corria em linha reta. O fluxo também causava aumento na 
temperatura dos objetos em seu caminho e também produzia uma força 
mecânica, uma compressão. Crookes deduziu que esses chamados raios 
catódicos eram na realidade uma corrente de partículas.
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TEORIA ATÔMICA DE JOSEPH JOHN THOMSON (1897) 
 *1897 -Joseph John Thomson (Inglaterra) -projetou um tubo de raios 
catódicos especializado. Uma partícula de raio catódico deixa o catodo 
e viaja entre diafragmas carregados para focalizar o raio numa linha 
reta para chocar-se com uma tela fluorescente. Placas carregadas de 
ambos os lados no tubo podem refletir os raios catódicos em direção à 
placa positiva, o que convenceu Thomson que os raios catódicos 
compunham-se de partículas negativamente carregadas. Eletroímãs 
também podiam desviar os raios catódicos. Ao balancear a deflexão 
causada pelo campo magnético com aquela causada pelo campo 
elétrico, ele foi capaz de calcular a proporção de carga de massa da 
partícula (carga/massa = 1,76.10-11 Coulombs/quilogramas). Terminais 
catódicos feitos de metais diferentes não possuem qualquer efeito 
nesta proporção e nem traços de gases diferentes no quase vácuo. 
Pareceu que essas partículas dos raios catódicos rebatizadas de 
elétrons eram a parte fundamental de toda a matéria.
https://www.youtube.com/watch?v=_Pwrvn2Zl5U
*1907 - Robert Andrews Millikan (Estados 
Unidos) – Estabeleceu que todos os elétrons 
são idênticos ao determinar sua carga mínima. 
Utilizou gotículas microscópicas de óleo caindo 
de um furo de alfinete. Calculou o grau de 
queda devido apenas a gravidade, depois 
aplicou uma carga elétrica à placas acima e 
abaixo da gotícula. O campo elétrico resultante 
influenciaria o grau de queda porque a gotícula 
de óleo contém uma carga. Uma forma de 
mudar a carga da gotícula de óleo é passar 
raios X entre as placas liberando elétrons. 
Cada vez que um elétron livre unia-se a 
gotícula a carga mudava e por sua vez o seu 
grau de queda mudava. Depois de milhares de 
experiência Millikan descobriu o menor grau de 
mudança possível e decidiu que ele 
representava a mudança de um simples 
elétron. Mas como é possível que um elétron 
tenha realmente uma carga básica e ao 
mesmo tempo fazer parte de matéria que 
normalmente não tem carga nenhuma?
EXPERIMENTO DE MILLIKAN
 Mas como é possível que um elétron tenha realmente 
uma carga básica e ao mesmo tempo fazer parte de matéria que 
normalmente não tem carga nenhuma?
Thomson propôs que um átomo era uma massa carregada 
positivamente com muitas cargas negativas embebidas nela. 
Esfera de carga positiva, 
não maciça, incrustada de 
elétrons (negativos), de 
modo que sua carga 
elétrica total é nula.
RUTHERFORD 
FATOS CIENTÍFICOS QUE ANTECEDERAM AO MODELO DE RUTHERFORD:
*1896 - Antoine-Henri Becquerel (França) observou que um sal de 
urânio possuíaa capacidade de sensibilizar um filme fotográfico, 
recoberto por uma fina lâmina de metal.
*1897- Marie Sklodowska Curie (Polônia) - provou que a intensidade 
da radiação é sempre proporcional à quantidade do urânio 
empregado na amostra, concluindo que a radioatividade era um 
fenômeno atômico.
*1898 - Marie e Pierre Curie – descoberta dos elementos polônio e 
rádio
OBS. : As emissões alfa do polônio foram fundamentais no modelo de 
Rutherford 
Experiência de Rutherford e colaboradores: consistia em bombardear 
uma finíssima folha de ouro com partículas  proveniente de um 
pedaço de metal polônio. Observaram que muitas partículas 
atravessassem a folha em linha reta e que algumas foram desviadas 
(espalhadas). Então, projetaram um aparelho para medir o ângulo de 
desvio sofrido pelas partículas alfa, que consistia em um anteparo 
móvel revestido com sulfeto de zinco.
 
 
O quê na lâmina de ouro causava a mudança de direção de algumas 
partículas alfa de sua linha de movimentação original?
A possibilidade era que as partículas estivessem colidindo com algumas outras partículas 
do mesmo modo que se chocam as bolas de bilhar. Este tipo de colisão produz um 
padrão característico. Interceptando os feixes de raios gama com uma tela 
fluorescente, Rutherford construiu a ideia do verdadeiro padrão produzido e era 
muito diferente.
Rutherford procurou na Lei de Coulomb uma explicação: A força entre duas 
partículas de mesma carga aumenta a medida que a distância diminui.
Seria possível que as partículas alfa carregadas positivamente estavam 
sendo repelidas por um núcleo de carga positiva 
Com a aproximação da partícula alfa do núcleo a força agindo sobre ela cresce 
rapidamente, fazendo com que a partícula alfa diminua sua velocidade e pare. Em 
seguida acelera de volta em direção de onde veio.
Em uma rota que passa ao lado do núcleo a força eletrostática crescerá 
rapidamente. Já que a partícula não está num curso direto de colisão, a força 
eletrostática manifestada pelo núcleo afetará não somente a velocidade da 
partícula, mas também sua direção.
Admitindo a existência de uma carga positiva, Rutherford foi capaz de calcular 
matematicamente o padrão de dispersão que coincidia com aquele observado 
na sua experiência com a folha de ouro. 
• O átomo consiste em um pequeno núcleo rodeado por um grande 
volume no qual os elétrons estão distribuídos.
• O núcleo carrega toda a carga positiva e maior parte da massa do 
átomo.
• Os elétrons giram ao redor do núcleo em órbitas circulares.
 Rutherford propôs seu 
modelo atômico, cujos 
postulados são:
Pontos falhos no modelo de Rutherford:
• Para que os elétrons descrevessem órbitas circulares, eles teriam 
que estar constantemente acelerados em seu movimento em torno 
do núcleo.
• De acordo com a mecânica clássica, todos os corpos acelerados 
irradiam energia na forma de radiação. Assim o elétron emitiria 
energia, e se moveria em espiral até atingir o núcleo.
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