Modelos Atômicos Parte III - ENEM

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Modelo atômico atual 
 
Entre 1924 e 1926 apareceram novas propostas sobre a estrutura 
eletrônica dos átomos, que vieram substituir o esquema de órbitas proposto 
por Bohr e Sommerfeld. As contribuições mais importantes que ocorreram 
até chegarmos ao modelo atual do átomo foram: 
 
1)Caráter dual da matéria -Louis De Broglie (1924) 
 
“Todo corpo em movimento está associado a um comportamento 
ondulatório” 
 
 
 
A partir dessa relação, De Broglie fez a seguinte consideração: 
“Se algo tão parecido com ondas, como a luz, pode ser considerado como 
um fluxo de partículas,talvez algo tão parecido com partículas,como um 
elétron,possa ser considerado como onda” 
Assim substituindo-se a velocidade da luz(c) pela velocidade do 
elétron(v),temos: 
 
Devido ao caráter dual da matéria as propriedades ondulatórias 
do elétron devem ser consideradas no estudo da estrutura do átomo. Os 
elétrons se comportam não só como partículas, mas também como ondas. 
 
2)Princípio da incerteza-W. Heisenberg (1926). 
 
“É impossível determinar, de modo exato e simultâneo, a energia de uma 
partícula e a sua posição” 
 
 
∆x = erro na posição ∆p = erro na energia 
 
Esse princípio pode ser ignorado no mundo macroscópico, pois os 
erros são extremamente pequenos.Por exemplo,o erro na posição de uma bola 
de gude de massa 1g, com uma velocidade conhecida de +/- 1m.s-1 é de 
2,89.10-29m.Esse valor é tão pequeno que não precisa ser levado em 
consideração. 
Já no mundo microscópico,os erros são extremamente grandes e 
não podem ser desconsiderados.No átomo de hidrogênio o erro na posição do 
elétron está na ordem 10-9m e o diâmetro do átomo é de 2.10-10m,ou seja,o 
erro é muito maior que o tamanho do átomo. 
 
O princípio da incerteza acabou com o conceito de órbita e criou o 
conceito de orbital. 
Órbita = trajetória definida em torno de um corpo 
Orbital = região de maior probabilidade de se encontrar o elétron 
 
3)Equação de onda-Erwin Schrödinger (1926) 
 
Criou uma equação matemática (equação de onda) que permite calcular 
a probabilidade de se encontrar o elétron numa dada região do espaço.Essa 
equação leva em conta a natureza ondulatória das partículas , de acordo com 
de Broglie,e o seu comportamento probabilístico,à luz do princípio da 
incerteza de Heisenberg. 
 
Em resumo, no modelo atômico atual, podemos conhecer somente a 
probabilidade de que o elétron se encontre cá ou lá. Por isso o novo modelo 
fala em orbitais. No átomo atual, a eletrosfera é dividida em níveis de energia, 
que são divididos em subníveis de energia, que são divididos em orbitais. 
 
Resumo 
 
 
 
Exercícios propostos 
 
01 - (UDESC SC) A estrutura atômica, tal como é conhecida nos dias de 
hoje, levou um considerável tempo até ser bem compreendida e aceita pela 
comunidade científica. Vários foram os modelos propostos para a estrutura 
atômica, entre eles os de Dalton, de Thomson, de Rutherford, de Bohr e o 
atual modelo quântico. Assinale a alternativa incorreta em relação à estrutura 
atômica. 
 
a)O estudo sobre a natureza dos raios catódicos, produzidos pelaaplicação de 
uma diferença de potencial entre um cátodo e um ânodo em uma ampola com 
gás a baixa pressão, levou à descoberta do elétron, uma partícula-onda com 
carga elétrica negativa, invalidando assim o modelo de Dalton, que sugeria que 
os átomos seriam esféricos, maciços, indivisíveis e que átomos do mesmo 
elemento teriam a mesma massa atômica. 
b)Segundo experimentos realizados por Thomson, ele chegou à conclusão de 
que os átomos seriam constituídos por um núcleo, de carga positiva, e pela 
eletrosfera, de carga negativa, constituída pelos elétrons, que podem assumir 
qualquer energia, determinada pela sua distância em relação ao núcleo. 
c)A descoberta de elementos radioativos os quais sofriam deformações 
diferentes frente a um campo magnético aplicado, denominados raios alfa, beta 
e gama, além dos resultados obtidos em experimentos de bombardeamento de 
ouro com partículas alfa, positivas, levou à proposição dos modelos atômicos 
de Thomson e Rutherford, respectivamente. 
d)A emissão de radiação discreta por átomos excitados levou à conclusão dos 
cientistas de que os elétrons nos átomos não poderiam assumir qualquer 
energia, mas somente estados de energia quantizados, conforme modelo de 
Bohr, no qual os elétrons se moveriam em órbitas circulares estáveis ao redor 
do núcleo. 
e)O enunciado do princípio da incerteza, por Werner Heizesnberg em 1927, diz 
que não é possível determinar com certeza, simultaneamente, tanto a posição 
quanto o momento linear de um objeto, tornando inválida a proposição de Bohr, 
na qual os elétrons nos átomos teriam posição bem definida em relação ao 
núcleo. 
 
02 - (UFPE) Muitos cientistas consideram que Demócrito foi o último 
grande filósofo da natureza. Ele presumiu que a matéria fosse formada por 
partículas minúsculas. A concepção filosófica do átomo abriu caminho para 
que, muito tempo depois, fossem desenvolvidos os modelos atômicos, 
baseados em observações experimentais. Analise as proposições a seguir, com 
base na evolução dos modelos atômicos. 
 
00.O modelo atômico de Dalton explica a existência de cátions e ânions. 
01.O modelo atômico de Thomson é capaz de explicar o fato de que um bastão 
atritado pode atrair um pequeno pedaço de papel. 
02.O experimento de Rutherford mostrou que o núcleo atômico é muito 
pequeno em comparação ao tamanho do átomo. 
03.De acordo com o modelo atômico mais recente, os elétrons se movem em 
trajetórias circulares bem definidas, denominadas órbitas estacionárias. 
04.Atualmente, equipamentos modernos podem determinar ao mesmo tempo a 
posição exata e a velocidade de um elétron num orbital. 
 
03 - (UNIFOR CE) Nem sempre o homem pensou o átomo como 
atualmente. A ideia evoluiu ao longo dos anos. O primeiro modelo atômico 
foi apresentado no séc. XIX, embora no século V a.C., o filósofo grego 
Leucipo e seu discípulo Demócrito tenham imaginado a constituição intima da 
matéria formada por estas partículas (átomos). Com o tempo, conceito e a 
tecnologia associada à detecção dos átomos sofreram evoluções e permitiram 
a concepção de ideias otimizadas para o formato e comportamento destas 
partículas.A figura abaixo apresenta da esquerda à direita um breve histórico 
visual dos modelos atômicos até o modelo atual mostrando respectivamente 
os modelos de Leucipo/Demócrito; Thonsom; Rutherford/Bohr e modelo dos 
orbitais. 
 
Sobre os modelos atômicos: 
 
I.O modelo de Leucipo/Demócrito admitia a indivisibilidade do átomo. 
II.O modelo de Rutherford/Bohr admitia a existência de um núcleo atômico 
constituído por prótons e nêutrons e uma eletrosfera contendo elétrons 
distribuídos em camadas ou níveis eletrônicos. 
III.O modelo de Thonsom apresentava um átomo em forma de esfera maciça e 
indivisível 
IV.O modelo de orbitais apresentava um átomo com um núcleo negativo 
rodeado por partículas de carga positiva. 
 
Assim sendo, a alternativa que se mostra correta com relação as ponderações 
dos itens I, II, III e IV será: 
 
a)I e II b)I e III c)II e III d)somente I e)Somente II 
 
04 - (UFG GO) Os modelos atômicos são elaborados no intuito de explicar a 
constituição da matéria e têm evoluído ao longo do desenvolvimento da 
ciência, desde o modelo filosófico dos gregos, passando pelos modelos de 
Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr, até o modelo atual. O modelo mais 
recente caracteriza-se pela 
 
a)quantização dos níveis de energia dos elétrons. 
b)indivisibilidade do átomo em partículas menores. 
c)forma esférica de tamanho microscópico. 
d)distribuição dos elétrons em órbitas circulares em torno do núcleo. 
e)distribuição dos elétrons de maneira uniforme na superfície do átomo. 
 
05 - (UESPI) Analise a descrição dos modelos atômicos apresentada a seguir. 
 
1.O Modelo atômico de Dalton: Dalton descrevia a matéria a partir de algumas 
hipóteses: tudo que existena natureza é composto por diminutas partículas 
denominadas átomos; os átomos são indivisíveis e indestrutíveis, e existe um 
número pequeno de elementos químicos diferentes na natureza. 
2.O Modelo de Thomson: o átomo era uma esfera de eletricidade positiva, 
onde estavam submersas partículas negativas denominadas elétrons. Foi 
Thomson que lançou a ideia de que o átomo era um sistema descontínuo, 
portanto, divisível. 
3.Modelo atômico de Rutherford: o átomo ocuparia um volume esférico e 
possuía um núcleo, o qual possuía a maior parte da massa do átomo, bem como 
teria uma carga positiva. A região externa ao núcleo estaria ocupada pelos 
elétrons em movimento em torno deste núcleo. 
4.Modelo atômico de Bohr: os elétrons giram em torno do núcleo de forma 
circular e com diferentes níveis de energia, chamados por Bohr de orbital 
atômico (OA). Nestes OA, os elétrons apresentariam energias constantes. Os 
elétrons saltam para orbitais de mais alta energia, retornando ao seu estado 
fundamental, após a devolução da energia recebida, emitindo um fóton de luz 
equivalente. 
5.Modelo atômico “moderno”: O modelo atômico atual é um modelo 
matemático-probabilístico embasado, fundamentalmente, nos princípios da 
Incerteza de Heisenberg e no da Dualidade partícula-onda de Louis de Broglie. 
Além disto, Erwin Schröndinger (1887 - 1961) a partir destes dois princípios 
criou o conceito de Orbital (regiões de probabilidade). 
Apresenta incorreções na descrição do modelo: 
 
a)Modelo 1 b)Modelo 2 c)Modelo 3 d)Modelo 4 e)Modelo 5 
 
 
 
06 - (PUC RS) 
 
I. Orbital é a região do espaço onde a probabilidade de encontrar o átomo é 
máxima. 
II. Quando o elétron passa de um nível de energia interno para outro mais 
externo, emite um quantum de energia. 
III. O elétron apresenta comportamento duplo, isto é, pode ser interpretado 
como partícula ou onda, conforme o fenômeno estudado. 
IV. É impossível determinar simultaneamente a posição e a velocidade de um 
elétron em um átomo. 
 
Pela análise das afirmativas, conclui-se que está correta a alternativa 
a)I e II b)I e III c)II e III d)II e IV e)III e IV 
 
07 - (UFMS) A respeito da estrutura da matéria, assinale a(s) proposição(ões) 
correta(s). 
01.Os modelos atômicos têm existência física real e são criados para ilustrar 
uma teoria elaborada, na tentativa de explicar uma série de fatos e observações 
experimentais e de prever o que ocorreria em situações ainda não 
experimentadas. 
02.Nos estudos de descargas elétricas em ampolas de vidro, contendo um gás à 
baixa pressão, foram descobertos os raios catódicos, também chamados raios 
canais ou positivos, que são típicos para cada gás usado. 
04.Quando um nêutron instável de um átomo radioativo se desintegra produz 
um próton emitindo uma emissão beta e radiação gama. 
08.Todo elemento químico é constituído por átomos iguais e toda substância 
pura molecular é constituída por moléculas iguais. 
16.A mecânica quântica considera a dualidade emissão-onda do elétron, define 
matematicamente regiões de maior probabilidade de encontrá-lo no átomo e lhe 
atribui números quânticos próprios. 
 
08 - (UFAC) Em 1905 Albert Einstein publicou um artigo fornecendo uma 
explicação simples de um problema que intrigava os cientistas desde 1827: a 
existência dos átomos. 
Analise as afirmativas a seguir à luz das teorias atômicas: 
I. Rutherford, com base em seus experimentos, defendeu um modelo atômico 
no qual os prótons estariam confinados em um diminuto espaço, denominado 
núcleo, ao redor do qual estariam dispersos os nêutrons. 
II. A teoria de Rutherford não explicava a estabilidade da estrutura atômica. 
Para completar o modelo proposto, Bohr elaborou uma teoria sobre a 
distribuição e o movimento dos elétrons. 
III. É importante conhecer a distribuição eletrônica, ou seja, as prováveis 
posições dos elétrons em um átomo, porque, a partir dela, pode-se prever a 
reatividade de um dado elemento. 
IV. Hoje, o modelo atômico de Bohr é conhecido como modelo atômico atual, 
ou modelo do orbital. 
Somente são CORRETAS as afirmativas: 
a)I e II b)III e IV c)II e III d)I, II e III e)II, III e IV 
 
09 - (UFPE) Identifique a(s) alternativa(s) correta(s): 
01.em conformidade com o modelo atômico de Böhr, a energia do elétron em 
um átomo é quantizada, restrita a certos e determinados valores; 
02.os elétrons, segundo o modelo atômico de Böhr, estão continuamente 
mudando de órbitas, desde que suas velocidades escalares permaneçam 
constantes; 
04.os elétrons, de acordo com o modelo atômico de Böhr, descrevem órbitas 
circulares bem definidas ao redor do núcleo, exceto para os elétrons externos, 
que descrevem orbitas elípticas; 
08.a energia do elétron, em uma órbita permitida, depende do valor de n, de 
acordo com o modelo atômico proposto por Böhr; 
16.o principio de Heisenberg consolidou de forma inquestionável a idéia de 
órbitas circulares permitidas para o elétron, proposta por Böhr, na concepção 
de seu modelo atômico. 
 
10 - (UFPA) O modelo probabilístico utilizado para o problema velocidade. 
posição do elétron é uma consequência do pricípio de : 
a)Bohr b)Aufbau c)De Broglie d)Heisenberg e)Pauli 
 
 
GABARITO: 
 
1) Gab: B 2) Gab: FVVFF 3) Gab: A 4) Gab: A 
 
5) Gab: D 6) Gab: E 7) Gab: 04 
 
8) Gab: C 9) Gab: 01; 08; 16 10) Gab: D