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CCE0032 – QUÍMICA GERAL – Professora Camila Pereira Aula 05 – Teorias Atômicas Modelo Grego Qual a consequência de dividirmos a matéria infinitamente em fragmentos menores? Leucipo e Demócrito (≈ 500 a.C. ): A matéria pode ser dividida até chegar a uma pequena partícula indivisível chamada de ÁTOMO (A = NÃO; TOMO = PARTE) Modelo de Dalton Esfera maciça; Indivisível; Indestrutível; Sem carga elétrica; “Bola de Bilhar” John Dalton Em 1803, John Dalton propôs uma teoria: o átomo é uma esfera maciça, homogênea, indivisível, indestrutível e de carga elétrica neutra. Dalton tirou suas conclusões a respeito dos átomos com base em observações químicas feitas em laboratório. 2. Todos os átomos de um dado elemento são idênticos, porém os átomos de um elemento são diferentes dos átomos de outros elementos. 3. Átomos não podem ser criados ou destruídos em reações químicas 4. Os compostos são formados quando átomos de mais de um elemento se combinam. 1. Todo elemento é composto por partículas extremamente pequenas chamadas de átomos Teoria Atômica de Dalton Raios Catódicos e Elétrons Em meados do século XIX, experimentos mostraram que quando uma alta tensão foi aplicada aos eletrodos de um tubo de vidro quase desprovido de ar, produziu-se uma Thomson descreveu os raios catódicos como correntes de partículas carregadas negativamente (elétrons). radiação entre os eletrodos (raios catódicos). Em 1986, o cientista francês Henri Becquerel descobriu que compostos de urânio emitem espontaneamente radiação de alta energia. Essa emissão espontânea de radiação é chamada de radioatividade. Ernest Rutherford revelou três tipos de radiação: alfa (), beta () e gama (). Radioatividade Teoria Atômica de Thomson No início do século XX, Thomson sugeriu que o átomo seria uma esfera de matéria positiva uniforme na qual a massa estaria distribuída uniformemente e os elétrons estariam incrustados como ameixas em um pudim. “Pudim de Ameixas” J.J.Thomson Teoria Atômica de Rutherford Teoria Atômica de Rutherford Em 1910, Rutherford viu-se obrigado a admitir que a lâmina de ouro não era constituída de átomos maciços e justapostos, como pensaram Dalton e Thomson. Ao contrário, ela seria formada por núcleos pequenos, densos e positivos, dispersos em grandes espaços vazios. Experimentos subsequentes levaram ao descobrimento de partículas positivas (prótons) e neutras (nêutrons) no núcleo. Os prótons foram descobertos em 1919 por Rutherford e os nêutrons em 1932, por James Chadwick. Teoria Atômica de Rutherford Mas se o ouro apresenta núcleos positivos, como explicar o fato de a lâmina de ouro ser eletricamente neutra? Rutherford imaginou que ao redor do núcleo estavam girando os elétrons. Sendo negativos, os elétrons iriam contrabalançar a carga positiva do núcleo e garantir a neutralidade elétrica do átomo. Sendo muito pequenos e estando muito afastados entre si, os elétrons não iriam interferir na trajetória das partículas α. Logo, O átomo é composto por elétrons, prótons e nêutrons. Ernest Rutherford Teoria Atômica de Rutherford Representação de um átomo Representação do núcleo de um átomo Núcleo e eletrosfera Semelhante aos planetas em volta do sol; Núcleo pequeno e denso; Eletrosfera de 10.000 à 100.000 vezes maior que o núcleo e vazia. “Planetário” Estrutura Atômica Partícula Carga Massa (uma) Próton Positiva (1+) 1,0073 Nêutron Nenhuma (neutra) 1,0087 Elétron Negativa (1-) 5,486 x 10-4 ou 1/1836 Os átomos têm massas extremamente pequenas. Uma vez que seria complicado expressar massas tão pequenas em gramas, utiliza-se a unidade de massa atômica (uma), em que 1 uma = 1,66054 x 10-24 g. Observe que a massa de um elétron é cerca de 1.836 vezes menor que a de um próton ou de um nêutron, logo, o núcleo contém a maior parte da massa de um átomo. Número de massa (A): é a soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (N) existentes num átomo. Estrutura Atômica Número Atômico (Z): é o número de prótons existentes no núcleo de um átomo. Exemplo: o átomo de sódio (Na) tem número atômico 11, isso quer dizer que, no núcleo desse átomo, existem 11 prótons e, consequentemente, existem 11 elétrons na eletrosfera. A = Z + N Exemplo: átomo de sódio (Na) Número atômico: Z = 11; Número de nêutrons: N = 12; Número de massa: A = Z + N = 11 + 12 = 23 Número de massa Número atômico Número de nêutrons Identificação Atômica Elemento químico: é o conjunto de átomos com o mesmo número atômico (Z). Assim, quando falamos no elemento químico sódio, estamos falando dos átomos com número atômico 11. Notação geral de um átomo Identificação Atômica Íons: são átomos que ganharam ou perderam elétrons da eletrosfera, sem sofrer alterações em seu núcleo. Ânion: o átomo ganha elétron(s), resultando em um íon negativo. Cátion: o átomo perde elétron(s), resultando em um íon positivo. Semelhanças Atômicas Isótopos: são átomos com mesmo número de prótons (Z ) e diferente número de massa (A). Prótio Deutério Trítio Exemplo: isótopos do hidrogênio (Z =1) Exemplo: isótopos do oxigênio (Z = 8) O8 16 O O8 18 8 17 Semelhanças Atômicas Isóbaros: são átomos de diferentes números de prótons (elementos diferentes), mas que possuem o mesmo número de massa (A). Ca20 40 K19 40 Exemplo: Isótonos: são átomos de diferentes números de prótons (elementos diferentes), diferentes números de massa, porém com mesmo número de nêutrons (N ). Exemplo: Cl17 37 K20 40 (N = 20) (A = 40) EXERCÍCIO 1. Rutherford, ao fazer incidir partículas radioativas em lâmina metálica de ouro, observou que a maioria das partículas atravessava a lâmina, algumas desviavam e poucas refletiam. Identifique, dentre as afirmações a seguir, aquela que não reflete as conclusões de Rutherford sobre o átomo. (A) Os átomos são esferas maciças e indestrutíveis. (B) No átomo há grandes espaços vazios. (C) No centro do átomo existe um núcleo pequeno e denso. (D) O núcleo do átomo tem carga positiva. (E) Os elétrons giram ao redor do núcleo para equilibrar a carga positiva. EXERCÍCIO 2. Eletrosfera é a região do átomo que: (A) concentra praticamente toda a massa do átomo. (B) contém as partículas de carga elétrica positiva. (C) possui partículas sem carga elétrica. (D) permanece inalterada na formação dos íons. (E) tem volume praticamente igual ao volume do átomo. GABARITO EXERCÍCIO 1 Alternativa A EXERCÍCIO 2 Alternativa E Lista de Exercícios – Estrutura Atômica REFERÊNCIAS BROWN, Theodore L.; LEMAY JÚNIOR, Harold Eugene; BURSTEN, Bruce Edward;MURPHY, Catharine J; STOLTZFUS, Matthew W. QUÍMICA: A CIÊNCIA CENTRAL. 13. ed. São Paulo: PEARSON EDUCATION DO BRASIL, 2016. FELTRE, Ricardo. Química. 6. ed. – São Paulo: Moderna, 2004. REFERÊNCIAS BROWN, Theodore L.; LEMAY JÚNIOR, Harold Eugene; BURSTEN, Bruce Edward;MURPHY, Catharine J; STOLTZFUS, Matthew W. QUÍMICA: A CIÊNCIA CENTRAL. 13. ed. São Paulo: PEARSON EDUCATION DO BRASIL, 2016. FELTRE, Ricardo. Química. 6. ed. – São Paulo: Moderna, 2004.
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