APOSTILA II

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL 
 
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Professor: Marialice T. Trigo Miranda –licem@uai.com.br 
UNIDADE II 
2 - Estrutura atômica da matéria 
 
2.1 Modelos 
Em ciência, um modelo é uma representação criada pelo homem, que procura 
retratar um fato ou um fenômeno. 
Os modelos não são fixos. Com o passar do tempo, a ciência descobre novos 
fatos que irão completá-los, aperfeiçoá-los ou derrubá-los e, assim, criam-se novos 
modelos que expliquem com maior clareza tais fatos. 
 
2.2 Modelos atômicos primitivos 
 
O filósofo grego Demócrito (460-370 a.C.) acreditava que, se um pedaço de me-
tal fosse dividido em partes cada vez menores, acabaria chegando, no fim, a uma 
partícula microscópica que não poderia ser mais dividida, mas que ainda apresenta-
ria as propriedades do metal. Essa partícula seria o “átomo”, que em grego significa 
“indivisível”. 
Demócrito utilizou sua teoria atômica para explicar as propriedades físicas das 
substâncias. Para a maioria dos filósofos da época, a ideia de átomos era comple-
tamente absurda. Como poderia existir algo indivisível se, macroscopicamente, os 
materiais parecem contínuos? 
 Para alguns filósofos, entretanto, a ideia de átomos fazia sentido. Um deles foi 
Epicuro (341-271 a.C.), que fundou uma escola em Atenas. Esse filósofo era um 
mestre de grande renome e tinha muitos discípulos. A teoria atômica de Demócrito 
era parte de sua doutrina filosófica. 
Platão (428-348 a.C.) e Aristóteles (384-322 a.C.) foram contra essa hipótese 
atômica e suas ideias prevaleceram durante séculos. Galileu Galilei (1564-1642) ex-
plicou o aparecimento de uma nova substância após uma reação química como 
sendo decorrente do rearranjo de partes muito pequenas para serem vistas. 
Robert Boyle (1627-1691) orientou seu trabalho sobre gases e outros aspectos 
da Química naquilo que chamou de sua “filosofia corpuscular”. Boyle estudou o ar e 
 
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se perguntou por que era possível comprimi-lo, fazendo com que ocupasse menos 
espaço. Ele justificou esse comportamento afirmando que o ar era composto de par-
tículas minúsculas que deixavam grandes quantidades de espaços vazios entre elas. 
Comprimir o gás faria com que as unidades estruturais se aproximassem, diminuin-
do, assim, tais espaços. Por volta do século XVIII, a maior parte das correntes ilumi-
nistas rejeitava ou simplesmente ignorava a teoria atômica de Demócrito. 
 
2.3 Teorias atômicas 
 
A teoria atômica passou por inúmeras transformações e aperfeiçoamentos, prin-
cipalmente no final do século XIX até meados do século XX. 
 
2.3.1 Modelo atômico de Dalton 
 
 Modelo da “bola de bilhar” 
 Modelo de esferas rígidas 
 
 Baseado nas leis de conservação de massa e da composição definida. 
 
Postulados de Dalton 
 
1. Toda a matéria é composta por átomos. 
2. Os átomos são indestrutíveis e indivisíveis. 
3. Átomos de um mesmo elemento químico são idênticos entre si, tendo o mes-
mo tamanho e a mesma massa. 
4. Átomos de elementos diferentes têm diferentes propriedades. 
5. As reações químicas consistem em uma combinação, separação ou rearranjo 
de átomos. 
6. Compostos químicos são formados de átomos de dois ou mais elementos em 
uma razão fixa. 
 
Sua teoria explicou a conservação da massa durante uma reação química e 
representou uma grande revolução no desenvolvimento da química. 
 
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Mas ele não forneceu nenhuma informação sobre a composição dos átomos. 
 
2.3.2 Modelo atômico de Thomson 
O átomo de Thomson: 
 
 Comprovação do modelo através dos experimentos utilizando um tubo de crookes. 
 
 
 
Fonte: http://www.guia.heu.nom.br/william_crookes.htm 
 
2.3.3 Modelo atômico de Rutherford 
 
Rutherford realizou experimentos utilizando um fluxo de partículas alfa (α) 
emitida de uma fonte radioativa de polônio (Po) sobre várias folhas de diversos ma-
teriais, entre eles uma fina folha de ouro (Au). 
 
Figura : Experiência de Rutherford 
 
 
Fonte: http://quimicaifaniana.blogspot.com.br/2012/06/modelo-atomico-de-ernest-rutherford.html 
 
 
 
Esfera carregada positivamente, onde os elétrons de carga nega-
tiva estão incrustados (pudim de passas). 
 
 
Tubo de Crookes 
 
http://www.guia.heu.nom.br/william_crookes.htm
http://quimicaifaniana.blogspot.com.br/2012/06/modelo-atomico-de-ernest-rutherford.html
http://www.google.com.br/imgres?q=modelo+atomico+Thomson&hl=pt-BR&biw=1280&bih=599&tbm=isch&tbnid=Jy78Qwi1OIHqWM:&imgrefurl=http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/?p=406&docid=4gM5xVmjpEQnIM&imgurl=http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/wp-content/uploads/2012/08/Thomson-%C3%A1tomo-el%C3%A9trons-e-massa-positiva-pudim.jpg&w=259&h=259&ei=JGovUaKrFKjC0AGej4CwDQ&zoom=1&iact=hc&vpx=2&vpy=275&dur=546&hovh=207&hovw=207&tx=93&ty=134&sig=116755181086769624487&page=2&tbnh=137&tbnw=137&start=23&ndsp=28&ved=1t:429,r:44,s:0,i:254
 
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Observações de Rutherford 
 
1. A grande maioria das partículas (α) passam pela fina folha de ouro sem sofrer 
nenhum desvios. 
2. Outras partículas sofrem enormes desvios. 
Figura 3: Modelo atômico de Rutherford e colaboradores (Geiger e Marsden) 
 
Fonte: http://modelosatmicos.blogspot.com.br/2011/03/principais-modelos-atomicos.html 
 
Conclusões finais de Rutherford 
 
1. O átomo é dividido em duas regiões, a eletrosfera e o núcleo. 
2. Na eletrosfera encontram-se os elétrons. 
3. No núcleo, que é carregado positivamente, concentra-se toda a massa. 
 
“Em 1914, Rutherford descobriu o próton que tem uma massa muito maior que 
o do elétron e tem carga igual em grandeza à de um elétron, mas de sinal opos-
to, carga positiva”. 
 
Rutherford sugeriu: 
 - A existência dos prótons. 
 - Os prótons contém toda a carga positiva do átomo. 
 - Mas eles sozinhos não podem compor a massa do átomo. 
 
O problema da massa foi resolvido por Chadwick através da descoberta 
dos nêutrons. Os nêutrons não possuem carga, mas sua massa é igual a do 
próton. 
 
Um átomo pode ser identificado pelos números atômico (Z) e de massa (A). 
http://modelosatmicos.blogspot.com.br/2011/03/principais-modelos-atomicos.html
 
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Número atômico (Z) é o número de prótons existente no núcleo. 
 
Número de massa (A) é a soma total do número de prótons mais nêutrons.Número de nêutrons: n = A – Z 
 
• Isótopos são átomos de diferentes números de massa (A), mas o mesmo número 
de prótons. 
• Isóbaros são átomos que tem o mesmo número de massa (A) e diferente número 
de prótons. 
• Isótonos são átomos que possuem o mesmo número de nêutrons. 
 
 Um átomo é neutro quando o número de prótons é o mesmo dos elétrons. 
 
2.3.4 Modelo atômico de Bohr 
 
Proposição para o comportamento dos elétrons: 
1. Os elétrons absorvem energia de uma fonte. 
2. Liberam esta energia absorvida na forma de luz. 
 
Figura: Modelo atômico de Bohr 
 
 
Fonte: http://www.geocities.ws/saladefisica9/biografias/bohr.html 
 
Os elétrons de um átomo podem ter somente certas quantidades de energia 
(quantização). A radiação emitida é limitada a um comprimento de onda. 
 
http://www.geocities.ws/saladefisica9/biografias/bohr.html
 
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Postulados de Bohr 
1. Para os elétrons são permitidos somente algumas energias fixas. 
2. Quando o elétron apresenta alguma dessas energias, ele não irradia energia em 
seu movimento (estado estacionário de energia). 
 3. A cada estado estacionário é permitido uma órbita com um determinado raio. 
4. Os estados estacionários correspondem aos níveis de energia do átomo. 
5. Quando um elétron salta de um nível de energia para o outro de maior energia, 
ele deverá absorver uma energia igual a diferença entre estes dois níveis. Ao reto-
mar o seu estado fundamental ele emite um fóton de energia sob forma de uma on-
da eletromagnética. 
 
Falhas no modelo de Bohr 
1. Suposição de um modelo planetário modificado. 
2. A teoria concorda com observações experimentais no caso somente do átomo de 
hidrogênio. 
2.3.5 Modelo da Mecânica Quântica 
 É o mais moderno e complexo, ele baseia-se na forma matemática da estrutu-
ra atômica. 
Figura: Modelo da Mecânica Quântica 
 
 
Fonte: http://www.mundoeducacao.com/quimica/modelo-atomico-mecanica-quantica.htm 
 
 
 
 
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De acordo com a teoria atômica: 
 
- Toda matéria é feita de átomos e agregados dos mesmos, tais como moléculas e 
cristais. 
- Os átomos são extremamente pequenos, leves e invisíveis. Entretanto, os átomos 
não são todos iguais. Se fossem, toda matéria seria igual, ou no mínimo pouco vari-
ada. 
- Conhecemos hoje 112 tipos de átomos diferentes, que diferem em massa e tama-
nho e em sua composição subatômica. 
- Os diferentes tipos de átomos são os elementos químicos, que constituem os blo-
cos fundamentais da qual toda a matéria é constituída. 
- Átomos não são esferas rígidas como pensava Dalton. São constituídos de partícu-
las subatômicas, ainda menores que os próprios átomos. 
- O átomo é constituído de um núcleo, onde se concentra quase toda a massa do 
mesmo, e que por sua vez é constituído de dois tipos fundamentais de partículas 
subatômicas que são os prótons, de carga elétrica positiva, e os nêutrons sem carga 
elétrica. 
- Em volta do núcleo, ficam os elétrons, que têm massa muito menor do que os pró-
tons e os nêutrons (aproximadamente 1840 vezes menor) e possuem carga elétrica 
negativa, da mesma magnitude que a dos prótons. 
- O que distingue um átomo de um elemento de um átomo de outro elemento é o 
número de prótons em seu núcleo. Este número fundamental é o NÚMERO ATÔMI-
CO (Z). 
- Em átomos neutros o número de prótons é igual ao número de elétrons, mas o 
número atômico é sempre definido em termos de prótons, pois os átomos podem 
perder ou ganhar elétrons, transformando-se em íons positivos (perdendo elétrons) 
ou negativos (ganhando elétrons). 
- Elemento é o conjunto de átomos que possuem o mesmo número de prótons em 
seus núcleos. Ou seja, elemento é o conjunto de átomos com o mesmo número 
atômico Z. 
 
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- O número de prótons nos átomos de cada elemento é sempre o mesmo (pois é 
exatamente este número que caracteriza cada elemento). O número de nêutrons 
dentro de um átomo, entretanto, pode variar, mesmo para átomos de um mesmo 
elemento. 
- A soma dos nêutrons com os prótons de um átomo chama-se NÚMERO DE MA-
SAS (A). 
Fórmula: A = Z + N 
 
Os elétrons não entram nesta soma, pois suas massas são desprezíveis em relação 
às partículas nucleares prótons e nêutrons, e assim contribuem praticamente nada 
para a massa dos átomos. 
- O átomo mais simples de todos é o átomo do elemento hidrogênio. Seu número 
atômico é 1. Ou seja, os núcleos de seus átomos possuem apenas um próton. Na 
maioria dos átomos de hidrogênio, não existem nêutrons. Assim, quase sempre o 
número de massa dos átomos de hidrogênio é igual ao seu número atômico, ou se-
ja, 1. Existem, entretanto átomos de hidrogênio com um nêutron. Tem o nome espe-
cial de deutério, e seu número de massa é 2. Tem também átomos de hidrogênio 
com 2 nêutrons em seus núcleos. Tem o nome especial de trítio, e seu número de 
massa é 3. 
 
 
A = massa 
Z = número de prótons 
N = número de nêutrons 
 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 
1. RUSSEL, John B. Química Geral. 2a ed. Vol. I. São Paulo, Makron Books, 1994. 
2. BRAATHEN, Per Chistian. Química Geral. 1ª ed. Vol. único. Viçosa, 1999.