O Átomo e suas Leis Ponderais

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O ÁTOMO
1. Leis Ponderais
2. Leis Ponderais - Exercícios
3. Modelo de Dalton
4. Modelo de Thomson
5. Modelo de Rutherford
6. Partículas Fundamentais
MÓDULO 2 - O ÁTOMO
RESUMO TEÓRICO
Reações químicas
Reação química é toda transformação que modifica a natureza da matéria 
(fenômeno químico).
Reagentes→ Produtos
Leis ponderais
São leis que relacionam as massas dos participantes de uma reação. Essas leis surgi-
ram no final do século XVIII, começo do século XIX.
Lei da conservação das massas ou lei de Lavoisier (1774)
“A massa total dos reagentes que reage é igual à massa total dos produtos forma-
dos”
Exemplos:
Mercúrio + oxigênio → óxido de mercúrio
100,5g 8g 108,5g
Hidrogênio + oxigênio → água
1g 8g 9g
Obs.:
• Lavoisier é considerado o fundador da química moderna.
• No começo do século XX Albert Einstein demonstrou matematicamente que 
matéria pode se transforma em energia e vice versa. Portanto, durante as reações 
químicas que ocorrem com liberação ou absorção de calor ocorre variação de 
massa.No entanto a variação de massa nas reações químicas é extremamente 
pequena podendo ser desprezada.
• A lei de Lavoisier não pode ser utilizada em reações nucleares.
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Lei de Proust ou lei das proporções constantes ou definidas (1797)
“Toda substância possui uma proporção constante, em massa, na sua composição, 
e a proporção na qual reagem e se formam é constante”. ou
“A proporção entre as massas dos reagentes ou entre as massas dos produtos é con-
stante”
Hidrogênio + oxigênio → água
810
80
2
16 X
massaH
massaO
===
810
90
2
182 Y
massaH
OmassaH
===
Consequências da lei de Proust:
• Fórmula percentual.
• Cálculo estequiométrico(regra de três).
Lei das proporções múltiplas ou lei de Dalton
“Quando dois elementos formam duas ou mais substâncias compostas diferentes, 
se a massa de um deles permanecer fixa a do outro irá variar numa proporção de 
números inteiros e pequenos”.
Nitrogênio + oxigênio→ óxidos de nitrogênio
Proporção das massas de oxigênio que reagiram:
8:16:24:32 => 1:2:3:4
ESTRUTURA ATÔMICA
A idéia de átomo surgiu com os filósofos gregos Leucipo e Demócrito 
(478a.C). A idéia foi rejeitada devido à teoria dos 4 elementos de 
Aristóteles.
Modelo atômico de J. Dalton (1803)
Baseado nas “Leis Ponderais”, Dalton propôs que o átomo seria uma 
esfera maciça e indivisível. O modelo de Dalton foi abandonado por 
não explicar a natureza elétrica da matéria.
 
• Teoria Atômica de Dalton
1. Toda matéria é constituída por átomos. Os átomos não podem ser 
criados ou destruídos. 
2. Os átomos de um mesmo elemento são idênticos.
3. Os átomos se combinam em proporções fixas para formarem com-
postos.
4. Uma reação química é apenas um rearranjo de átomos.
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Tubos de raios catódicos
Experimento descoberto por Geissler e Crookes em 1856, que consiste 
em aplicar descargas elétricas em um gás à baixa pressão contido em 
um tubo de vidro. Os raios catódicos são formados por partículas que 
possuem as seguintes características: propagação retilínea, massa e 
carga elétrica negativa. Em 1886, Eugen Goldstein descobriu raios com 
carga positiva dentro dos tubos de raios catódicos. Esses novos raios 
foram denominados raios canais ou anódicos.
Propriedades dos raios catódicos
Raios canais
Em 1886, Eugen Goldstein descobriu raios com carga positiva dentro 
dos tubos de raios catódicos. Esses novos raios foram denominados 
raios canais ou anódicos. Quando o gás residual dentro do tubo é o hi-
drogênio, a massa das partículas dos raios canais é a menor, sendo de 
aproximadamente 1836 vezes maior que a massa do elétron, e a carga 
dessas partículas é igual à do elétron, com sinal contrário. 
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Modelo de Sir J. J. Thomson (1897)
Thomson mediu a razão carga/massa da partícula do raio catódico. 
Essa partícula foi denominada elétron. A razão carga/massa dos raios 
catódicos (elétrons) não depende do gás contido no tubo ou da na-
tureza dos metais dos eletrodos. Com a descoberta do elétron e dos 
raios canais, Thomson propôs um átomo formado por uma esfera 
preenchida por um fluido positivo com elétrons incrustados em sua es-
trutura.
 
Determinação da carga do elétron
Em 1909 Millikan determinou a carga do elétron utilizando gotas de 
óleo carregadas eletricamente em equilíbrio em um campo elétrico.
• Carga elétron: -1,6 .10-19C
• Massa elétron: 9,1.10-31Kg 
Modelo atômico de Ernest Rutherford (1913)
Através do estudo do espalhamento de partículas alfa em uma fina 
folha de ouro (0,0001cm), Rutherford propôs um novo modelo 
atômico. O átomo de Rutherford é formado por duas regiões distintas.
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• Núcleo: extremamente pequeno e denso contendo os prótons.
• Eletrosfera: extremamente grande em relação ao diâmetro do 
núcleo, constituída principalmente por espaços vazios com elétrons 
girando em órbitas circulares em torno do núcleo.
Obs:
I. Em 1919, Rutherford identifica a partícula responsável pela carga 
positiva do átomo, o próton, e levanta a hipótese de que no inte-
rior do núcleo deveria haver uma outra partícula, eletricamente 
neutra, mas com massa semelhante à do próton.
Descoberta do Nêutron (1932)
James Chadwick descobriu o nêutron bombardeando o núcleo de áto-
mos de Berílio com partículas alfa.
Berílio + Alfa --> Carbono + Nêutron
Conceitos fundamentais
Número atômico (Z): indica o número de prótons de um átomo 
(ZX). 
Ex: 1H, 8O, 20Ca
Número de massa (A): indica soma do número de prótons e nêu-
trons de um átomo. (AX)
A = Z +N
Ex: 92U235 Prótons = 92 // Elétrons = 92 // Nêutrons = 235-92 = 143
Íon: átomo em desequilíbrio elétrico.
• Ca+2(cátion) = perdeu 2 elétrons
• Cl-1(ânion) = ganhou 1 elétron
Isótopos: átomos com mesmo Z e diferente A. Ex: 
Isóbaros: átomos com mesmo A e diferente Z. Ex: 
Isótonos: átomos com mesmo número de nêutrons e diferentes Z e A. 
Ex: 
Aprofundamento
Os prótons e nêutrons são formados por outras partículas, denomina-
das quarks. Atualmente só existem dois tipos de quarks na matéria:
• Quark up (u)→ +2/3 
• Quark down(d) → -1/3
• Próton = u+u+d
• Nêutron= d+d+u
Modelo padrão
A teoria do “MODELO PADRÃO” considera a existência de 12 partícu-
las, que combinadas dão origem a todas as outras. Essas partículas são 
denominadas de “partículas elementares”: elétron, múon, tau, neutrino 
do elétron, neutrino do tau, neutrino do múon, quark up, quark down, 
quark charm, quark top, quark botton, quark strange.
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