Evolução dos modelos atômicos (Modelos científicos)

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Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Química
Ensino Médio – 1ª Série
EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
No desenho Avatar, o personagem Aang terá que dominar os 4 elementos para salvar a Terra.
No começo dos anos 1990, o Capitão Planeta aparecia para salvar a Terra após a combinação dos 4 elementos com o amor.
No filme 
O Quinto Elemento, Bruce Willis deve encontrar pedras que representam 
os 4 elementos e juntá-las ao 5º 
(uma mulher) para salvar a Terra.
Sempre os Quatro Elementos...
Imagem: Avatar: The last airbender
The complete book 1 collection(2005) / Nickelodeon /
http://www.covershut.com/cover-tags/Avatar-The-Last-Airbender.html
Imagem: O quinto elemento (1997) / Gaumont Film Company /
http://www.covershut.com/Blu-Ray-Covers/31993-The-Fifth-Element-1997-Wide-Screen-Front.html
Imagem: Capitain planet and the planeteers (1990) /DIC Entertainment /
http://serialkillercalendar.com/VHSWASTELAND
/HIGH-RES-SCANS-OF-CHILDREN-VHS-COVERS-C2.html
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MODELOS ATÔMICOS 
Filósofos gregos se preocupavam em encontrar uma explicação sobre a constituição da matéria.
Aristóteles e Empédocles (Continuidade da matéria): a matéria não tem um limite, sempre uma forma se transforma em outra.
Quatro elementos  Fogo, Água, Terra e Ar (Losango dos elementos)
Leucipo e Demócrito (Matéria descontínua): Há um limite para a divisão da matéria.
A matéria é formada por minúsculas partículas indivisíveis e não contínuas (átomos).
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
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Os Quatro Elementos
Losango dos elementos de Empédocles
Os quatro elementos de Empédocles
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FOGO
AR
TERRA
AGUA
úmido
frio
quente
seco
Imagem: Heron / Public Domain
Imagem: Ratomir Wilkowski / Creative
Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Dalton (1808) 
A matéria é formada por átomos, que são partículas esféricas, maciças e indestrutíveis;
Átomos de elementos químicos diferentes apresentam-se com massa, tamanho e propriedades químicas e físicas diferentes. 
Saiba que: 
O modelo de Dalton é conhecido como “Modelo da Bola de Bilhar”.
Como Dalton representava os elementos químicos 
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Imagem: John Dalton / Public Domain
Imagem: Executive Billiards / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
5
Fique atento
 De acordo com Dalton...
as substâncias são formadas pela combinação de elementos, numa proporção de números inteiros;
um composto é formado pela combinação de átomos de dois ou mais elementos que se unem entre si, originando novas substâncias.
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John Dalton estudou a deficiência visual (de que ele mesmo sofria) chamada daltonismo.
Imagem: Charles Turner / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Identificado similaridade com a seguinte página web: http://www.scribd.com/doc/2974684/Quimica-Teoria01-Estrutura-Atomica. Contudo, o texto não deve ser considerado plágio já que não há muitas formas diferentes de serem ditos os mesmos conceitos apresentados.
Atividade Experimental – Natureza elétrica da matéria
Atrite uma bexiga em sua camiseta e depois aproxime do cabelo de um colega ou de pedacinhos de papel.
Utilize um fio de cabelo ou uma linha para amarrar...
... Pequenos pedaços de papel alumínio de bombons
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Imagem: JJ Harrison / GNU
Free Documentation License
Imagem: KayEss / GNU
Free Documentation License
Imagem: Lauri Rantala / Creative
Commons Attribution 2.0 Generic
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Natureza elétrica da matéria - Discussão
 O que acontece ao aproximar a bexiga atritada do cabelo?
 Antes de atritar, qual era a condição elétrica da bexiga?
 Descreva o que aconteceu após a aproximação da bexiga atritada do papel alumínio.
 Se você aproximar a bexiga do fio de cabelo, o que acontece?
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Thomson (1903) 
Primeiro modelo atômico divisível e elétrico. 
Estudando descargas em tubos de raios catódicos, Thomson percebeu a existência de partículas carregadas negativamente nos átomos. 
Conhecido como "Pudim de Passas"
Todos os gases utilizados emitiram tais raios.
Tubo de raios catódicos
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Imagem: Kurzon / Public Domain
Imagem: Fastfission / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Rutherford (1911)
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3
A maioria das partículas atravessou.
Algumas poucas partículas eram desviadas.
Algumas eram ricocheteadas.
Cargas positivas
Manchas fotográficas
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Imagem: Diego Grez / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Rutherford – Conclusões
(1) A maioria das partículas alfa () passava livremente através da placa de ouro.
 O átomo é um imenso vazio. 
 Eletrosfera (abriga elétrons) e núcleo (abriga prótons e nêutrons);
(2) Poucas partículas alfa não atravessavam a lâmina de ouro.
 Núcleo pequeno e denso;
 (3) Poucas partículas alfa passavam e sofriam desvios. 
 Núcleo positivo. 
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
O Sistema Solar de Rutherford
Representação do modelo atômico de Rutherford
Sistema Solar
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Imagem: Cburnett / GNU Free Documentation License
Imagem: Harman Smith and Laura Generosa / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Fique ligado!
Os nêutrons só foram descobertos em 1932 por James Chadwick.
O núcleo atômico é muito menor que a eletrosfera.
 Para efeito de comparação, podemos imaginar o núcleo como uma formiga no centro do estádio do maracanã (1).
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Evolução dos modelos atômicos
Leucipo e Demócrito
John Dalton (1808)
Joseph J. Thomson (1903)
Ernest Rutherford (1911)
Niels Bohr (1913)
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Imagem: (a)Autor desconhecido / United States Public Domain, (b)Agostino
Carracci / United States Public Domain, (c)Charles Turner / Public Domain,
(d)Autor desconhecido / United States public domain, (e)AB Lagrelius &
Westphal / Public Domain, (f)Nobel foundation / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
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A água tônica é fluorescente 
Imagem: Splarka / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
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Luminescência
Um processo de luminescência ocorre quando fornecemos energia a alguma molécula;
Se a energia fornecida for luminosa, teremos uma fluorescência ou uma fosforescência;
Fluorescência  A substância emitirá luz enquanto estiver sendo iluminada;
Não brilhará no escuro.
Fosforescência  A substância irradiada continuará emitindo luz mesmo após cessada a iluminação;
Brilhará no escuro.
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Demonstrações: 
Fluorescência x Fosforescência
As cédulas possuem fibras coloridas...
... Que, com o auxílio de uma luz ultravioleta (luz negra), brilham!
Ao submetermos escorpiões, esmaltes com cores vivas, controle remoto de TV e adesivos infantis à luz negra, verificaremos o aparecimento de brilho.
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Imagem: Scott
Nazelrod / Public Domain
Imagem: Kallemax / Public Domain
Imagem: Jonbeebe / GNU Free Documentation License
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Bohr
Os elétrons estão em órbitas circulares, ao redor de um núcleo central, sem absorver nem emitir energia espontaneamente;
O átomo possui um número limitado de órbitas, níveis ou camadas eletrônicas, que varia de um elemento químico para outro;
Cada uma dessas órbitas múltiplo inteiro do quantum (E = h.ν), possui uma quantidade fixa de energia:
Daí o termo Energia Quantizada.
E = energia
h = constante de Planck
c = velocidade da luz
 = frequência
 = comprimento de onda
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Transições Eletrônicas - Absorção
Ao absorver um quantum de energia, o elétron “salta” para um nível mais energético (2);
 Ocorre a excitação eletrônica; 
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração de Autor Desconhecido.
No estado excitado, o elétron é instável;
Ao retornar ao nível fundamental, emitirá um quantum de eneria na formade luz:
Transições Eletrônicas - Emissão
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Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração de Autor Desconhecido.
Saiba que:
Os saltos eletrônicos de qualquer nível mais externo para o “nível L” correspondem a radiações visíveis do espectro eletromagnético, que vão do vermelho ao violeta.
Os espectros dos elementos químicos são descontínuos.
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Imagem: Horst Frank / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
FORTE INDICATIVO DE PLÁGIO. MATERIAL DISPONÍVEL NA INTERNET É EXTREMAMENTE SIMILAR AO MATERIAL APRESENTADO. http://search.4s.io/postDownload/-kUf3mbd/Modelos_atmicos.html. AUTOR: Alexsandro Cavalcanti (UFPE/ELRAJ)
Espectro Eletromagnético
Observe que a parte visível do espectro é a menor faixa.
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Imagem: Inductiveload, NASA / GNU Free Documentation License
Ariano Suassuna
Pérola de Ariano Suassuna no Youtube comentando sobre os cientistas Rutherford e Bohr:
http://www.youtube.com/watch?v=rlC6oTcSUa4
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Modelo atual 
É constituído pela combinação de contribuições de muitos cientistas, destacando-se:
 Sommerfeld (1916)  Elétrons, além de descreverem órbitas circulares, também descrevem órbitas elípticas:
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Imagem: Pieter Kuiper / Public Domain
L. V. de Broglie (1923) Baseando-se no experimento da fenda dupla, descreve o elétron como uma onda-partícula:
Modelo atual – de Broglie
O experimento da fenda dupla pode ser visualizado no Youtube: http://www.youtube.com/watch?v=gAKGCtOi_4o
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Modelo atual – Heisenberg
Werner Heisenberg (1927) Para tentar localizar o elétron, alteramos sua velocidade ou sua posição. 
Princípio da Incerteza: é impossível determinar ao mesmo tempo a posição (x) e o momento do elétron (p).
Expressão matemática do Princípio da Incerteza
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xp ≥ h/2
Erwin Schrödinger (1926)  utilização de cálculos estatísticos para determinar a posição do elétron.
Equação de Schrödinger - mostra o cálculo da região de máxima probabilidade de se encontrar o elétron
Modelo atual – Schrödinger
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Fique atento
Na equação de Schrödinger, a região de máxima probabilidade de encontrar os elétrons é representada pela letra grega , chamada função de onda.
O quadrado da função de onda (2) é chamado de orbital atômico.
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Orbitais atômicos
Plano nodal é a região onde é nula a probabilidade de encontrar o elétron.
Orbitais tipo d no plano cartesiano
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Imagem: Sven / GNU Free Documentation License
Contribuições ao Modelo Atual
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Arnold Sommerfeld (1868-1951)
Louis-Victor-Pierre-Raymond, duque de Broglie
(1892-1987)
Werner Heisenberg
(1901-1976)
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger
(1887-1961)
Imagem: Autor desconhecido / United States Public Domain
Imagem: Autor desconhecido / United States Public Domain
Imagem: Autor desconhecido / United States Public Domain
Imagem: Nobel foundation / Public Domain
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	Slide	Autoria / Licença	Link da Fonte	Data do Acesso
	 	 	 	 
	2.a	Avatar: The last airbender The complete book 1 collection(2005) / Nickelodeon / http://www.covershut.com/cover-tags/Avatar-The-Last-Airbender.html	http://www.covershut.com/cover-tags/Avatar-The-Last-Airbender.html	26/03/2012
	2.b	O quinto elemento (1997) / Gaumont Film Company / http://www.covershut.com/Blu-Ray-Covers/31993-The-Fifth-Element-1997-Wide-Screen-Front.html	http://www.covershut.com/Blu-Ray-Covers/31993-The-Fifth-Element-1997-Wide-Screen-Front.html	26/03/2012
	2.c	 Capitain planet and the planeteers (1990) /DIC Entertainment / http://serialkillercalendar.com/VHSWASTELAND/HIGH-RES-SCANS-OF-CHILDREN-VHS-COVERS-C2.html	http://serialkillercalendar.com/VHSWASTELAND/HIGH-RES-SCANS-OF-CHILDREN-VHS-COVERS-C2.html	26/03/2012
	4.a	Heron / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Four_elements_representation.svg	26/03/2012
	4.b	Ratomir Wilkowski / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Zywioly02.png	26/03/2012
	5.a	John Dalton / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dalton_atomic_symbols.jpg	26/03/2012
	5.b	Executive Billiards / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PoolRackAramith.png	26/03/2012
	6	Charles Turner / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:John_Dalton_by_Charles_Turner.jpg	26/03/2012
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	Slide	Autoria / Licença	Link da Fonte	Data do Acesso
	 	 	 	 
	7.a	JJ Harrison / GNU Free Documentation License	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:String_Fibers.jpg	26/03/2012
	7.b	KayEss / GNU Free Documentation License	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Balloons-KayEss-1.jpeg	26/03/2012
	7.c	Lauri Rantala / Creative Commons Attribution 2.0 Generic	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aluminium_foil_booster_bag.jpg?uselang=en	26/03/2012
	9.a	Kurzon / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:JJ_Thomson_Cathode_Ray_2_explained.svg	26/03/2012
	9.b	Fastfission / Public Domain	http://en.wikipedia.org/wiki/File:Plum_pudding_atom.svg	26/03/2012
	10	Diego Grez / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Modelo_At%C3%B3mico_Ernest_Rutherford.svg	26/03/2012
	12.a	Cburnett / GNU Free Documentation License	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rutherford_atom.svg	26/03/2012
	12.b	Harman Smith and Laura Generosa / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solar_sys8.jpg	26/03/2012
	14.a	Autor desconhecido / United States Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Leucippe_(portrait).jpg	26/03/2012
	14.b	Agostino Carracci / United States Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Democritus_by_Agostino_Carracci.jpg	26/03/2012
	14.c	Charles Turner / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:John_Dalton_by_Charles_Turner.jpg	26/03/2012
Tabela de Imagens
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	Slide	Autoria / Licença	Link da Fonte	Data do Acesso
	 	 	 	 
	14.d	Autor desconhecido / United States public domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ernest_Rutherford.jpg	26/03/2012
	14.e	AB Lagrelius & Westphal / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Niels_Bohr.jpg	26/03/2012
	14.f	Nobel foundation / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:JJ_Thomson_(Nobel).jpg	26/03/2012
	15	Splarka / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tonic_water_uv.jpg	26/03/2012
	17.a	Scott Nazelrod / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:US_$20_under_blacklight.jpg	27/03/2012
	17.b	Kallemax / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Black_light_bulb.jpg	27/03/2012
	17.c	Jonbeebe / GNU Free Documentation License	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sorpion_Under_Blacklight.jpg	27/03/2012
	19	SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração de Autor Desconhecido.	Acervo SEE-PE	28/03/2012
	20	SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração de Autor Desconhecido.	Acervo SEE-PE	28/03/2012
	21	Horst Frank / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Espectro_eletromagnetico-pt.svg	27/03/2012
	22	Inductiveload, NASA / GNU Free Documentation License	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:EM_Spectrum_Properties_edit.svg	27/03/2012
Tabela de Imagens
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	Slide	Autoria / Licença	Link da Fonte	Data do Acesso
	 	 	 	 
	24	Pieter Kuiper / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sommerfeld_ellipses.svg	27/03/2012
	29	Sven / GNU Free Documentation License	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:D_orbitals.svg	27/03/2012
	30.a	Autor desconhecido / United States Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sommerfeld1897.gif	27/03/2012
	30.b	Autor desconhecido / United States Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Broglie_Big.jpg	27/03/2012
	30.c	Autor desconhecido / United States Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heisenberg_10.jpg	27/03/2012
	30.d	Nobel foundation / Public Domain	http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Schrodinger.jpg	27/03/2012
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