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EVOLUÇÃO DA TEORIA ATÔMICA Até chegarmos a ideia atual da estrutura atômica, foi necessário que filósofos, contribuíssem com suas hipóteses, isto é, suposições que na época não podiam ser comprovadas, sobre a constituição da matéria. Entre eles estavam os dois filósofos gregos Demócrito e Leucipo que, em meados de 450 A.C, levantaram a hipótese de que tudo seria formado por pequenas partículas indivisíveis, que eles denominaram de átomos. Essa palavra vem do grego a, que significa “não”, e tomo, “parte”, ou seja, “sem partes” ou “indivisível”. Isso significa que se fôssemos dividindo sucessivamente um corpo, chegaríamos num momento em que isso não seria mais possível, porque chegaríamos à menor parte que compõe a matéria. Como a matéria era construída DALTON (Bola de Bilhar) O químico inglês John Dalton (1766-1844) retomou as ideias de Leucipo e Demócrito e, baseando-se em leis já comprovadas experimentalmente, como as Leis Ponderais, ele propôs resumidamente que o átomo seria parecido com uma bola de bilhar, isto é, esférico, maciço e indivisível. LEIS PONDERAIS relações matemáticas estabelecidas com as massas das substâncias de uma reação química ● Segundo Dalton, a matéria seria formada por átomos, que são esferas maciças, indivisíveis, imutáveis, imperecíveis, imperecíveis e que não podem ser criadas nem destruídas. ● Átomos com tamanhos e massas diferentes apresentariam propriedades diferentes. Átomos com tamanhos e massas iguais e que têm, portanto, as mesmas propriedades seriam átomos de um mesmo elemento. ● Os átomos poderiam se unir, formando novas substâncias. ● Numa transformação química, os átomos não seriam criados nem destruídos; seriam rearranjados, produzindo outras substâncias ● Esse modelo atômico ficou conhecido como modelo bola de bilhar THOMSON (Pudim de Passas) Assim, em 1897, o físico inglês Joseph John Thomson (1856-1940) passou a trabalhar com a ampola de Crookes, ou seja, um tubo onde gases eram submetidos a voltagens elevadíssimas, produzindo raios catódicos. Quando se colocava um campo elétrico externo, esses raios se desviavam em direção à placa positiva, o que significava que o átomo teria partículas negativas, que ficaram denominadas como elétrons. ● Ele acreditava que a matéria era formada por cargas elétricas positivas e negativas distribuídas, ao acaso, na esfera. A quantidade de cargas positivas e negativas seriam iguais e dessa forma o átomo seria eletricamente neutro. ● De acordo com ele, o átomo seria uma esfera com elétrons na sua superfície na sua superfície. Para compensar as cargas negativas dos elétrons, a esfera teria uma carga positiva suficiente para deixar o átomo neutro, e cada elemento químico teria um número diferente elétrons. Esse modelo é conhecido como ´´pudim de passas``: a esfera positiva é o pudim e os elétrons que estão sobre ela são as passas. Elemento Químico Conjunto de átomos de mesmo número atômico RUTHERFORD Segundo Rutherford o átomo seria composto por um núcleo muito pequeno e de carga elétrica positiva, que seria equilibrado por elétrons (partículas negativas), que giravam ao redor do núcleo, numa região periférica denominada de eletrosfera. O átomo seria semelhante ao sistema solar, em que o núcleo representaria o Sol e os elétrons girando ao redor do núcleo seriam os planetas. Em 1904, Rutherford descobriu que na verdade o núcleo era composto por partículas positivas denominadas de prótons e, em 1932, Chadwick descobriu que também havia partículas neutras no núcleo que ajudavam a diminuir a repulsão entre os prótons. ● ELETROSFERA: região externa do núcleo de um átomo. ● ELÉTRONS: parte do átomo que apresenta carga negativa. ● NÚCLEO: composto por prótons ( parte do átomo que apresenta a carga positiva) e nêutrons. PARTÍCULAS ATÔMICAS A estrutura atômica é composta por três partículas fundamentais: prótons (com carga positiva), nêutrons (partículas neutras) e elétrons (com carga negativa). Resumindo: elétrons giram ao redor do núcleo, numa região periférica do átomo chamada eletrosfera, e os prótons e os nêutrons estão no núcleo, numa região central do átomo. Cada próton tem a carga exatamente igual à do elétron, porém de sinal contrário; logo, no átomo considerado neutro, o número de prótons presentes no núcleo será igual ao número de elétrons que circundam a eletrosfera. Toda matéria é formada de átomo sendo que cada elemento químico possui átomos diferentes. a) NÚMERO ATÔMICO (Z) Número atômico é o número de prótons no núcleo de um átomo. Todos os átomos que apresentam o mesmo número atômico serão átomos do mesmo elemento químico. Para um átomo eletricamente neutro, o número de cargas positivas - prótons - tem de ser igual ao número de cargas negativas - elétrons. É representado assim: Z = p = e Cada elemento é representado por um símbolo, formado por letra maiúscula ou por uma letra maiúscula e minúscula, com base no nome do elemento. exemplos: número atômico 1 6 8 elemento Hidrogênio Carbono Oxigênio símbolo H C O - a) NÚMERO DE NÊUTRONS (n) Correspondente à quantidade de nêutrons no núcleo do átomo. É uma propriedade que não aparece representada junto ao símbolo do elemento. b) NÚMERO DE MASSA (A) É a soma do número prótons (Z) com o número de nêutrons (n) no núcleo de um átomo: A = Z + N ou A = p + n Usamos a representação a seguir para mostrar, ao mesmo tempo, o elemento químico, seu número atômico e seu número de massa. X símbolo do elemento químico Nessa representação, X é o símbolo do elemento químico Z A número atômico número de massa PROPRIEDADES INTERATÔMICAS ● ISOTOPIA Átomos com o mesmo número atômico, ou seja, átomos do mesmo elemento químico, mas com números diferentes, são chamados de isótopos. Os isótopos são átomos com propriedades químicas iguais, porque são átomos de um mesmo elemento químico, mas com propriedades físicas diferentes, porque são átomos cujo número de nêutrons é diferente. Os exemplos a seguir do elemento urânio, que tem três isótopos encontrados na natureza: exemplos: U U U92234 92235 92238 O nome do isótopo é o nome do próprio elemento, seguido do seu número de massa. Assim os isótopos de urânio são: urânio 234, urânio 235, urânio 238. Os isótopos do hidrogênio são os únicos que recebem nomes especiais: H H H Hidrogênio leve ou prótio Hidrogênio pesado ou deutério Trítio, Trício ou Tritério 0 nêutron 1 nêutron 2 nêutrons abundância natural: 99,99% abundância natural: 0,0026% abundância natural: traços 1 1 2 1 3 1 ● ISOBARIA Átomos que têm o mesmo número de massa, mas com números atômicos diferentes ( portanto, átomos de elementos químicos diferentes), são chamados isóbaros: C N 8 nêutrons 7 nêutrons 14 14 6 7 ● ISOTONIA Átomos com o mesmo número de nêutrons, mas com número atômico e número de massa diferentes, são chamados isótonos. F Ne 10 nêutrons 10 nêutrons Cálculo do número de nêutrons: A = Z + n n = A - Z Para o F: n = 19 - 9 = 10Para o Ne: n = 20 - 10 = 10 19 20 9 10 ● ÍONS Os átomos em determinadas situações, podem perder ou ganhar elétrons. quando isso acontece, ocorrerá um desequilíbrio de cargas e o átomo deixa de ser eletricamente neutro e passa a ter carga elétrica. Nesse caso ele será denominado de íon. Quando um átomo se transforma em um íon, seu núcleo permanece inalterado. Ao receber elétrons, átomo eletricamente neutro passa a ter excesso de cargas negativas, ou seja, transforma-se em um íon negativo, sendo denominado de ânion. Ao perder elétrons, um átomo eletricamente neutro passa a ter excesso de prótons, isto é, transforma-se em um íon positivo que recebe o nome de cátion. ● exemplos: Átomo neutro Ânion C/ Acrescentando 1 elétron C/- 37 7 cargas nucleares não sofrem alteração 37 7 Indica excesso de 1 carga negativa20 nêutrons 20 nêutrons 17 prótons 17 prótons 17 elétrons 18 elétrons Excesso de 1 carga negativa Átomo neutro Cátion Na Retirando um elétron Na 12 nêutrons 12 nêutrons 11 prótons 11 prótons 11 elétrons 10 elétrons 23 11 partículas nucleares não sofrem alteração 23 + 11 Indica excesso de 1 carga positiva Excesso de 1 carga positiva ● ISOELETRÔNICOS Átomos que têm o mesmo número de elétrons são chamados isoeletrônicos. exemplos: K S Ar Resumidamente, as propriedades interatômicas podem ser representadas da seguinte maneira: ÁTOMOS Isótopos Isótonos Isóbaros Isoeletrônicos 39 + 32 2- 40 19 16 18 Mesmo número de prótons (Z) Mesmo número de nêutrons (n) Mesmo número de massa (A) Mesmo número de elétrons (e) ● ELETROSFERA: região externa do núcleo de um átomo. ● ELÉTRONS: parte do átomo que apresenta carga negativa. ● NÚCLEO: composto por prótons ( parte do átomo que apresenta a carga positiva) e nêutrons. BOHR (RUTHERFORD-BOHR) Assim como Rutherford, Bohr disse que os elétrons têm trajetórias circulares ao redor do núcleo. Nomeou cada trajetória circular como órbita, ou seja, os elétrons estão em órbitas circulares (denominadas camadas ou níveis) e afirmou que um elétron fica no mesmo nível mais distante do núcleo (diz-se que o elétron está em um estado excitado). Essa situação é instável, ou seja, o elétron tende a voltar para níveis internos. Para que isso aconteça, é necessário liberar a energia recebida. Libera energia na forma de fóton. Absorve energia MODELO ATUAL (Mecânica Quântico) A teoria quântica afirma que a matéria tem propriedades associadas com ondas, razão pela qual o modelo de átomo foi baseado nesta teoria. O chamado ´´Princípio da Incerteza`` determina que o elétron não possua posição exata na eletrosfera, nem velocidade e direção definidas. Daí o porquê de o átomo de Bohr, com elétrons girando em órbitas circulares, se ultrapassado pelo modelo quântico. Os orbitais são os possíveis espaços ocupados pelos elétrons, ou seja, há grande probabilidade de encontrá-los nas nuvens eletrônicas representadas em vermelho na imagem ao lado. Os números quânticos são usados para demonstrar a posição dos elétrons nos orbitais, são eles: n : número quântico principal ℓ: número quântico de momento angular m1: número quântico magnético ms:número quântico spin
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