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Aula Nº 5 e 6 - Química Geral e Experimental 2015

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ÁTOMOS E ELEMENTOS
A EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS
O átomo de Dalton (1803)
* Toda matéria é constituída de partículas fundamentais, os átomos.
* Os átomos não podem ser criados e nem destruídos, eles são permanentes e indivisíveis.
* Um composto químico é formado pela combinação de átomos de dois ou mais elementos.
* Os átomos de um mesmo elemento são idênticos em todos os aspectos, já os átomos de diferentes elementos possuem propriedades diferentes. Os átomos caracterizam os elementos.
* Quando os átomos se combinam para formar um composto, quando se separam ou quando acontece um rearranjo são indícios de uma transformação química.
O ÁTOMO DE THOMSON (1890)
O físico Joseph John Thomson propôs um novo modelo atômico, baseado nas experiências dos raios catódicos, o qual chamou de elétrons.
Para Thomson, o átomo era uma esfera de carga elétrica positiva “recheada” de elétrons de carga negativa. Esse modelo ficou conhecido como “pudim de passas”. Este modelo derruba a ideia de que o átomo é indivisível e introduz a natureza elétrica da matéria.
Uma das principais partículas atômicas é o elétron. Sua descoberta foi efetuada por J. J. Thomson em uma sala do Laboratório Cavendish, na Inglaterra, ao provocar descargas de elevada voltagem em gases bastante rarefeitos, contidos no interior de um tubo de vidro:
No tubo de vidro "A", observa-se que o fluxo de elétrons (raios catódicos) colide com um anteparo e projeta sua sombra na parede oposta do tubo.
No tubo de vidro "B", observa-se que o fluxo de elétrons (raios catódicos) movimenta um cata-vento de mica.
No tubo de vidro "C", observa-se que o fluxo de elétrons (raios catódicos) sofre uma deflexão para o lado onde foi colocada uma placa carregada positivamente.
O ÁTOMO DE RUTHERFORD (1911)
Em 1909, Geiger e Marsden realizaram, no laboratório do professor Ernest Rutherford, uma série de experiências que envolveram a interação de partículas alfa com a matéria. Esse trabalho, às vezes é referido como "Experiência de Rutherford". O desenho a seguir esquematiza as experiências realizadas por Geiger e Marsden.
Uma amostra de polônio radioativo emite partículas alfa que incidem sobre uma lâmina muito fina de ouro. Um anteparo de sulfeto de zinco indica a trajetória das partículas alfa após terem atingido a lâmina de ouro, uma vez que, quando elas incidem na superfície de ZnS, ocorre uma cintilação.
E observou que:
- a grande maioria das partículas atravessava a lâmina de ouro sem sofrer desvios ou sofrendo desvios muito pequenos;
- uma em cada dez mil partículas era desviada para um ângulo maior do que 90°.
O ÁTOMO DE BOHR (1913)
Postulados de Bohr
*O movimento do elétron de uma órbita estacionária para outra faz com que ele emita ou absorva uma determinada quantidade de radiação eletromagnética, denominada quantum de energia. Dessa forma, o elétron salta para uma órbita mais energética quando absorve uma determinada quantidade de radiação, e quando volta à sua órbita original, emite a mesma quantidade de radiação. Num segundo, esses saltos são reproduzidos milhões de vezes, dando origem a uma onda eletromagnética, ou seja, emitindo energia sob a forma de luz.
Os elétrons movimentam-se em volta do núcleo do átomo num número inteiro de órbitas circulares e estáveis, que recebem o nome de órbitas estacionárias ou níveis de energia. 
Atualmente, são conhecidos 7 níveis de energia (ou camadas eletrônicas), que foram denominados K, L, M, N, O, P e Q. Cada uma dessas camadas detêm um número máximo de elétrons.
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS ATÔMICAS
NÚMERO ATÔMICO (Z)
Z = p
NÚMERO DE MASSA (A)
A = p + n
MASSA ATÔMICA
A massa atômica de um elemento químico é baseada na média ponderada das massas de seus isótopos em unidades de massa atômica (u). Isto quer dizer que há vários isótopos na natureza e é feito um cálculo, uma média ponderada, que leva em consideração as abundâncias relativas desses isótopos, para ser usado como a massa atômica.
Então, a massa atômica é uma média dos diversos isótopos que existem na natureza sendo levada em consideração a sua quantidade existente.
Exemplo: 
Na natureza há dois tipos de cobre (com massas diferentes).
69,09% de cobre (A=63), com massa atômica = 62,93u
30,91% de cobre (A=65), com massa atômica = 64,93u
Qual massa destes cobres é tida como referência e colocada na Tabela Periódica?
Devemos fazer a média ponderada destes isótopos:
 
(69,09 x 62,93)+(30,91 x 64,93)            
_____________________________ = 63,55u
100
ÍONS: ESPÉCIE QUÍMICA QUE APRESENTA O NÚMERO DE PROTONS DIFERENTE DO NÚMERO DE ELÉTRONS
Cátion: íon positivo
Ânion: íon negativo
SEMELHANÇAS ATÔMICAS
* ISÓTOPOS * ISÓBAROS * ISÓTONOS * ISOELETRÔNICOS
ENERGIA NOS NÍVEIS E SUBNÍVEIS
NÚMEROS QUÂNTICOS
O endereço de uma pessoa que recebe cartas, normalmente, está caracterizado pelos correios por quatro “números”: Estado, cidade, rua e número da casa.
Do mesmo modo, cada um dos elétrons de um átomo distingue-se dos demais mediante quatro números, os chamadosnúmeros quânticos. Nota-se que elétrons isolados em repouso são exatamente iguais, não se podendo distinguir uns dos outros.
1- Número quântico principal (n)
Representa aproximadamente a distância do elétron ao núcleo. O número n  tem valores inteiros 1, 2, 3,...∞, sendo primariamente responsável pela determinação da energia do elétron, do tamanho do orbital ocupado pelo elétron e da distância do orbital ao núcleo. A distância média do orbital 7s ao núcleo é maior que a distância média do orbital 1s ao núcleo.
2- Número quântico secundário (azimutal) “l”
Representa a forma do orbital. Assim, os orbitais s são esféricos, os orbitais p têm a forma de halteres ou de um oito, etc. Valores de l: 0 (s), 1 (p), 2 (d), 3 (f),...(n-1).
2p
Para átomos com muitos elétrons, a energia de um elétron é determinada não só pelo valor de n, mas também pelo valor de l. Assim, para um dado valor de n, elétrons p têm energia ligeiramente maior que elétrons s.
3- Número quântico magnético (m)
Descreve a orientação do orbital no espaço. O número m pode ter qualquer valor inteiro entre +l e –l, inclusive zero.
Exemplo:
4- Número quântico spin “ms”
Descreve a rotação do elétron em torno do seu eixo. O número ms pode ter somente os valores +1/2 e -1/2.
Dois elétrons de um mesmo orbital apresentam os três primeiros números quânticos iguais, mas possuem spins opostos. Portanto, de acordo com Pauli, dois elétrons de um mesmo átomo nunca podem ter os mesmos quatro números quânticos.
Nota: O primeiro elétron que entra em um orbital pode ter spin -1/2 ou +1/2.

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