Atomos, moleculas e íons

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Átomos, Moléculas e íons 
Profa. Joema Cardoso 
Átomo 
• O átomo é a menor partícula que 
ainda caracteriza um elemento 
químico. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmico
http://pt.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmico
O Átomo 
 
• Todas as substâncias são formadas de pequenas 
partículas chamadas átomos. Para se ter uma idéia, 
eles são tão pequenos que uma cabeça de alfinete 
pode conter 60 milhões deles. 
 
• Os gregos antigos foram os primeiros a saber que 
a matéria é formada por tais partículas, as quais 
chamaram átomo, que significa indivisível. Os 
átomos porém são compostos de partículas 
menores: os prótons, os nêutrons e os elétrons. No 
átomo, os elétrons orbitam no núcleo, que contém 
prótons e nêutrons. 
 
O Interior do Átomo 
 
• No centro de um átomo está o seu núcleo, que 
apesar de pequeno, contém quase toda a massa do 
átomo. Os prótons e os nêutrons são as partículas 
nele encontradas, cada um com uma massa atômica 
unitária. 
• O Número de prótons no núcleo estabelece o 
número atômico do elemento químico e, o número 
de prótons somado ao número de nêutrons é o 
número de massa atômica. Os elétrons ficam fora 
do núcleo e tem pequena massa. 
• Há no máximo sete camadas em torno do núcleo e 
nelas estão os elétrons que orbitam o núcleo. Cada 
camada pode conter um número limitado de 
elétrons fixado em 8 elétrons por camada. 
 
Características das 
Partículas: 
 
• Prótons: tem carga elétrica positiva 
e uma massa unitária. 
Nêutrons: não tem carga elétrica mas 
tem massa unitária. 
Elétrons: tem carga elétrica negativa 
e quase não possuem massa. 
História 
• Por volta de 400 a.C. os gregos propuseram as 
primeiras idéias a respeito da constituição da 
matéria. Demócrito (460 a.C.-370 a.C.) admitiu que 
qualquer tipo de matéria seria formado por 
pequenas partículas. As partículas às quais 
Demócrito se referia receberam o nome de átomo 
(do grego átomo = indivisível). Várias 
considerações foram feitas a respeito dos átomos, 
formulando-se assim uma teoria que pretendia 
explicar o que era observado apoiada apenas em 
especulações. De acordo com essas preposições, 
os átomos de Demócrito deveriam atender às 
seguintes condições: 
Os átomos constituíram toda e qualquer matéria; 
Os átomos seriam qualitativamente iguais, diferindo, apenas, 
na forma, no tamanho e na massa. 
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/400_a.C.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Gregos
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mat%C3%A9ria
http://pt.wikipedia.org/wiki/Dem%C3%B3crito
http://pt.wikipedia.org/wiki/460_a.C.
http://pt.wikipedia.org/wiki/370_a.C.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Massa
• Leucipo e Demócrito imaginaram que 
a matéria não poderia ser dividida 
infinitamente, mas partindo-a várias 
vezes, chegaríamos a uma partícula 
muito pequena: uma esfera indivisível, 
impenetrável e invisível. 
 
• A qual modelo atômico 
podemos associar essa idéia? 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Leucipo
http://pt.wikipedia.org/wiki/Dem%C3%B3crito
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mat%C3%A9ria
http://pt.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula
http://pt.wikipedia.org/wiki/Esfera
Evolução Histórica da 
Idéia de Átomo 
 
O modelo atômico de Dalton 
 
• O cientista inglês John Dalton, em 1807, criou um 
modelo que retomava o antigo conceito dos gregos. 
Ele imaginou o átomo como uma pequena esfera, com 
massa definida e propriedades características. Dessa 
forma, todas as transformações químicas podiam ser 
explicadas pelo arranjo de átomos. 
• Dalton concebeu a existência de átomos com 
propriedades diferentes. E, dessa forma, definiu 
elemento químico. Os átomos que possuem a mesma 
massa, tamanho e forma constituem um elemento 
químico. 
• Dalton formalizou seu modelo nos seguintes postulados: 
http://pt.wikipedia.org/wiki/John_Dalton
• Toda matéria é constituída por átomos. Esses são as menores 
partículas que a constituem; são indivisíveis e indestrutíveis, e 
não podem ser transformados em outros, nem mesmo durante 
os fenômenos químicos. 
 
• Átomos de elementos químicos diferentes têm massas 
diferentes e se comportam desigualmente em transformações 
químicas. 
 
• Os átomos de um mesmo elemento químico são idênticos em 
massa e se comportam igualmente em transformações 
químicas. 
 
• As transformações químicas ocorrem por separação e união de 
átomos. Isto é, os átomos de uma substância que estão 
combinados de um certo modo, separam-se, unindo-se 
novamente de uma outra maneira, formando outras 
substâncias. 
O modelo atômico de 
Thomson 
• Entre 1813 e 1834, um cientista chamado Michael Faraday 
estudou a relação entre as quantidades de materiais em 
transformações químicas e de eletricidade necessária para 
realizar essas transformações. Esses estudos evoluíram até 
que, em 1891, a unidade mais simples de eletricidade foi 
determinada e denominada elétron. 
• A descoberta de partículas com carga elétrica fez com que o 
modelo atômico de Dalton ficasse superado. Em 1897, 
Thomson idealizou um experimento para medir a carga 
elétrica do elétron. Com base em seu experimento, e 
considerando o átomo eletricamente neutro (com quantidades 
iguais de partículas positivas e negativas), ele representou o 
átomo como uma esfera uniforme, de carga positiva, 
incrustada de elétrons (partículas negativas). Daí vem o nome 
do modelo:"pudim de passas". 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Joseph_John_Thomson
Modelo Atômico de 
Thomson 
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Plum_pudding_atom.svg
O modelo atômico de 
Rutherford 
 
• Em 1908, realizando experiências de bombardeio de lâminas de 
ouro com partículas alfa (partículas de carga positiva, liberadas 
por elementos radioativos), Rutherford fez uma importante 
constatação: a grande maioria das partículas atravessava 
diretamente a lâmina, algumas sofriam pequenos desvios e outras, 
em número muito pequeno (uma em cem mil), sofriam grandes 
desvios em sentido contrário. 
• A partir dessas observações, Rutherford chegou às seguintes 
conclusões: 
• No átomo existem grandes espaços vazios; a maioria das partículas 
o atravessava sem sofrer nenhum desvio. 
• No centro do átomo existe um núcleo muito pequeno e denso; 
algumas partículas alfa colidiam com esse núcleo e voltavam, sem 
atravessar a lâmina. 
• O núcleo tem carga elétrica positiva; as partículas alfa que 
passavam perto dele eram repelidas e, por isso, sofriam desvio em 
sua trajetória. 
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherford
http://pt.wikipedia.org/wiki/1908
Experimento da lâmina de 
ouro 
 Fatos 
• 1. A grande maioria dos raios "alfa" passou direto 
pela lâmina. 
• 2. Pouquíssimos raios "alfa" foram refletidos pela 
lâmina. 
• 3. Pouquíssimos raios "alfa" passaram pela lâmina 
sofrendo desvio. 
Conclusão 
• 1. Há um grande espaço vazio entre os átomos. 
• 2. Há uma região muito pequena e muito densa 
denominada de núcleo. 
• 3. O núcleo é positivamente carregado. 
 
 
• Pelo modelo atômico de Rutherford, o 
átomo é constituído por um núcleo central, 
dotado de cargas elétricas positivas 
(prótons), envolvido por uma nuvem de 
cargas elétricas negativas (elétrons). 
• Rutherford demonstrou, ainda, que 
praticamente toda a massa do átomo fica 
concentrada na pequena região do núcleo. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Atome_de_Rutherford.png
• Dois anos depois de Rutherford ter criado o seu 
modelo, o cientista dinamarquês Niels Bohr o 
completou, criando o que hoje é chamado modelo 
planetário. Para Bohr, os elétrons giravam em 
órbitas circulares, ao redor do núcleo. Depois 
desses, novos estudos foram feitos e novos 
modelos atômicos foram criados. O modelo que 
representa o átomo como tendo uma parte central 
chamado núcleo, contendo prótons e nêutrons, 
serve para explicar um grande número de 
observações sobre os materiais. 
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohr
O modelo atômico de Niels Bohr e a 
mecânica quântica 
 • O modelo planetário de Niels Bohr foi um grande avanço para a 
comunidadecientífica, provando que o átomo não era maciço. 
Segundo a Teoria Eletromagnética, toda carga elétrica em 
movimento em torno de outra, perde energia em forma de ondas 
eletromagnéticas. E justamente por isso tal modelo gerou certo 
desconforto, pois os elétrons perderiam energia em forma de ondas 
eletromagnéticas, confinando-se no núcleo, tornando a matéria algo 
instável. 
• Bohr, que trabalhava com Rutherford, propôs o seguinte modelo: o 
núcleo contendo os prótons e nêutrons e definiu as órbitas 
estacionárias, onde o elétron orbitaria o núcleo, sem que perdesse 
energia. Entre duas órbitas, temos as zonas proibidas de energia, 
pois só é permitido que o elétron esteja em uma das órbitas. Ao 
receber um quantum, o elétron salta de órbita, não num movimento 
contínuo, passando pela área entre as órbitas (daí o nome zona 
proibida), mas simplesmente desaparecendo de uma órbita e 
reaparecendo com a quantidade exata de energia. Se um pacote com 
energia insuficiente para mandar o elétron para órbitas superiores 
encontrar o elétron, nada ocorre. Mas se um fóton com a energia 
exata para que o elétron salte para órbitas superiores, ele 
certamente o fará, depois, devolvendo a energia absorvida em forma 
de ondas eletromagnéticas. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohr
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nica_qu%C3%A2ntica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ondas_eletromagn%C3%A9ticas
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ondas_eletromagn%C3%A9ticas
http://pt.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9trons
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ondas_eletromagn%C3%A9ticas
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ondas_eletromagn%C3%A9ticas
http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo
http://pt.wikipedia.org/wiki/Bohr
http://pt.wikipedia.org/wiki/Bohr
http://pt.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%B3tons
http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%AAutrons
http://pt.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9tron
http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo
http://pt.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9tron
http://pt.wikipedia.org/wiki/Quantum
http://pt.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9tron
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93rbita
http://pt.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9tron
http://pt.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9tron
http://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3ton
http://pt.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9tron
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ondas_eletromagn%C3%A9ticas
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Bohratommodel.png
Moléculas 
• Segundo a IUPAC, uma molécula é uma 
entidade eletricamente neutra que 
possui mais do que um átomo (n > 1). 
Rigorosamente, uma molécula 
corresponde a uma depressão na 
superfície de potencial suficiente para 
confinar pelo menos um estado 
vibracional. 
• Quando iniciou-se o estudo e formulação 
da teoria atômica, era dado o nome de 
átomo a qualquer entidade química que 
poderia ser considerada fundamental e 
indivisível. As observações no 
comportamento dos gases levaram ao 
conceito de átomo como unidade básica da 
matéria e relacionada ao elemento químico, 
desta forma, houve uma distinção da 
molécula como "porção fundamental de 
todo composto", obtida pela união de vários 
átomos por ligações de natureza diferente. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo
http://pt.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmico
• Basicamente, o átomo abriga em seu núcleo 
partículas elementares de carga elétrica positiva 
(prótons) e neutra (nêutrons), este núcleo atômico 
é rodeado por uma nuvem de elétrons em 
movimento contínuo (eletrosfera). A maioria dos 
elementos não são estáveis, por isso, quando dois 
átomos se aproximam, há uma interação das núvens 
eletrônicas entre si. Esta interação se dá também 
com os núcleos dos respectivos átomo, isto acaba 
por torná-los estáveis. Os átomos se ligam e 
formam agregados de moléculas. 
• A natureza das moléculas determina as 
propriedades químicas das substâncias, se 
caracterizam pela natureza dos átomos que as 
integram, pela relação de proporção entre esses 
átomos e pelo seu arranjo dentro de si. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%B3ton
http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%AAutron
http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B4mico
http://pt.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9tron
http://pt.wikipedia.org/wiki/Eletrosfera
http://pt.wikipedia.org/wiki/Orbital_at%C3%B4mico
http://pt.wikipedia.org/wiki/Orbital_at%C3%B4mico
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomos
http://pt.wikipedia.org/wiki/Subst%C3%A2ncia
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo
• Uma ligação entre dois átomos de 
hidrogênio e um de oxigênio (H2O), 
forma uma molécula de água; dois 
átomos de cada um desses mesmos 
elementos produz peróxido de 
hidrogênio (H2O2), vulgarmente 
chamado de água oxigenada, cujas 
propriedades são diferentes da água. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrog%C3%AAnio
http://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAnio
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua_oxigenada
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua_oxigenada
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua_oxigenada
 
 
• Muitas substâncias familiares são 
feitas de moléculas (por exemplo 
açúcar, água, e a maioria dos gases) 
enquanto muitas outras substâncias 
igualmente familiares não são 
moleculares em sua estrutura (por 
exemplo sais, metais, e os gases 
nobres). 
http://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7%C3%BAcar
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua
http://pt.wikipedia.org/wiki/Gas
http://pt.wikipedia.org/wiki/Sal
http://pt.wikipedia.org/wiki/Metal
http://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_nobre
http://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_nobre
 
Íons 
 • De maneira simples, os íons são átomos que, por 
um motivo qualquer, perderam ou ganharam 
elétrons. Quando um átomo perde elétrons se 
torna um íon positivo ou cátion, passando a ter 
excesso de cargas positivas. Contrariamente, ao 
ganhar elétrons, torna-se um íon negativo ou ânion. 
Os átomos dos elementos químicos tendem a 
estabilizar a última camada ganhando ou perdendo 
elétrons, ou seja, para a maioria há necessidade 
de se transformar em íons. Por exemplo, átomos 
de metais, como o cobre, tendem a perder 
elétrons (íons cátion) e átomos de ametais, como o 
oxigênio, tendem a ganhar elétrons (íons ânion). 
• * Ânions - São íons negativos, pois nesse 
caso o número de elétrons é maior do que o 
de prótons, ou seja, o átomo ganhou 
elétrons. 
 
* Cátions - São íons positivos, pois nesse 
caso o número de elétrons do átomo é 
menor do que o de prótons, ou seja, o 
átomo perdeu elétrons. 
 
– Exemplos: 
História 
 
• Os íons foram pela primeira vez teorizados por 
Michael Faraday por volta de 1830, para 
descrever as porções de moléculas que viajavam, 
quer na direção do ânodo, quer na direção do 
cátodo. No entanto, o mecanismo através do qual o 
fenômeno se processa só foi descrito em 1884 por 
Svante August Arrhenius na sua tese de 
doutoramento na Universidade de Uppsala. A 
teoria de Arrhenius a princípio não foi aceita (ele 
conseguiu o doutoramento com a nota mais baixa 
possível), mas acabou por ganhar o Prêmio Nobel 
de Química em 1903 pela mesma dissertação. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday
http://pt.wikipedia.org/wiki/1830
http://pt.wikipedia.org/wiki/1884
http://pt.wikipedia.org/wiki/Svante_August_Arrhenius
http://pt.wikipedia.org/wiki/Universidade_de_Uppsala
http://pt.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%AAmio_Nobel
http://pt.wikipedia.org/wiki/Nobel_da_Qu%C3%ADmica
http://pt.wikipedia.org/wiki/1903
Análise 
 • Para átomos isolados num vácuo, existem constantes físicas 
associadas ao processo de ionização. A energia necessária 
para remover electrões de um átomo é chamada energia de 
ionização, ou potencial de ionização. Estes termos são 
também usados para descrever a ionização de moléculas e 
sólidos, mas os valores não são constantes, porque a 
ionização pode ser afectada pela química, geometria e 
temperatura locais. 
• As energias de ionização decrescem ao longo de um grupo da 
Tabela Periódica, e aumentam da esquerda para a direita ao 
longo de um período. Estas tendências são o exacto oposto 
das tendências para o raio atómico. Electrões em átomos 
menoressão atraídos mais fortemente para o núcleo, e 
portanto a energia de ionização é mais elevada. Em átomos 
maiores, os electrões não estão presos com tanta força, e 
portanto a energia de ionização é mais baixa. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1cuo
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia
http://pt.wikipedia.org/wiki/Tabela_Peri%C3%B3dica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Raio_at%C3%B3mico