ESTRUTURA ATOMICA

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ESTRUTURA ATÔMICA
Turma: 9◦ ano 
Professora: Berenice N. Silva
Frente B
INSTITUTO DE EDUCAÇÃO EUJÁCIO RIBEIRO DE CARVALHO
De onde venho?
Por que estou aqui?
Para onde irei?
Quem me originou? E para que?
De que sou feito?
Você já se questionou alguma vez...
MODELOS
	Na Ciência os Modelos são representações criadas pelo ser humano para retratar a natureza, permitindo a explicação, a análise e a descrição de fenômenos, de sistema e de processos.
Exemplo na área da ciência biológica:
 Modelo celular
 ↕
Apresenta de forma simplificada, um complexo de organelas existentes dentro das células.
A história dos modelos atômicos remonta à Grécia Antiga, onde Leucipo, Demócrito e Epicuro argumentavam que a matéria seria constituída por átomos e espaços vazios. 
Essas ideias se chocaram com a de Aristóteles que afirmava que a matéria era contínua. Assim, Aristóteles não supunha a existência de átomos e espaços vazios entre eles. 
Platão e Aristóteles, filósofos influentes, recusaram tal proposta e defendiam a ideia de matéria contínua. Esse conceito de Aristóteles permaneceu até a Renascença, quando por volta de 1650 d.C. o conceito de átomo foi novamente proposto por Pierre Cassendi, filósofo francês.
 O conceito de "Teoria atômica" veio a surgir após a primeira ideia científica de átomo, proposta por John Dalton após observações experimentais sobre gases e reações químicas.
Robert Boyle, cientista experimental, no final do século XVII, retomou a concepção atomista, onde orientou seu trabalho sobre os gases pelo que chamou de “filosofia corpuscular”.
Boyle estudou o ar e se perguntou por que era possível comprimi-lo fazendo com que ele ocupasse menos espaço. Ele justificou o comportamento afirmando que o ar era composto por minúsculas partículas que deixavam grandes quantidades de espaços vazio entre eles.
Dalton realizou experimentos que se basearam em duas leis científicas que surgiram no século XVIII:
1. POSTULADO: A matéria é formada por átomos indivisíveis e indestrutíveis. 
Essa ideia não faz mais parte do modelo atômico atual. 
2. POSTULADO: Todos os átomos de um determinado elemento são idênticos quanto ás suas massas e ás suas propriedades químicas. 
Atualmente, sabe-se que os átomos dos mesmos elementos devem ser idênticos apenas quanto ao número atômico e quanto ás propriedades químicas. 
3. POSTULADO: Átomos de elementos diferentes possuem massas e propriedades diferentes. 
* Atualmente átomos de elementos diferentes apresenta propriedades diferentes e podem ter o mesmo número de massa. 
4. POSTULADO: Átomos de elementos diferentes se combinam em uma proporção fixa para organizar determinado composto químico. 
Ainda é aceito hoje. 
5. POSTULADO: Durante as reações químicas, átomos não são criados nem destruídos, mas apenas rearranjados formando novas substâncias. 
Ainda aceito hoje. 
6. POSTULADO: Átomos de certo elemento químico não podem se converter em átomos de outro elemento.
Natureza Elétrica da Matéria
Natureza Elétrica da Matéria
A natureza elétrica da matéria já era bem conhecida. Por exemplo, há 2500 anos, na Grécia antiga, o filósofo Tales de Mileto já havia mostrado que quando atritamos âmbar com um pedaço de lã, ele passa a atrair objetos leves. Porém, o modelo atômico de Dalton não explicava esse fato: como a matéria neutra podia ficar elétrica.
O entendimento de que o átomo possui carga elétrica foi parte importante na construção do modelo atômico de Thomson, que substituiu o modelo atômico de Dalton. Por isso, ao longo do século XIX, vários cientistas começaram a investigar fenômenos relacionados com a eletricidade e a emissão de luz pela matéria em determinadas condições (um exemplo pode ser visto no texto Experimento de Thomson com descargas elétricas).
Modelo atômico de Dalton
Modelo atômico de Thomson
Quando há eletrização por atrito, os dois corpos ficam com cargas de modo igual, porém com sinais opostos. Esta eletrização depende também da natureza do material, por exemplo: atritar um material m1 com uma material m2 pode deixar m1 carregado negativamente e m2 positivamente.
Natureza Elétrica da Matéria
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.
Num tubo de vidro denominado de Ampola de Crookes são colocados dois eletrodos: o cátodo (polo negativo) e o ânodo (polo positivo). No interior do tubo existe gás submetido a uma descarga elétrica superior a 10 000 volts. 
Do cátodo parte um fluxo de elétrons denominado raios catódicos, que se dirige à parede oposta do tubo, produzindo uma fluorescência decorrente do choque dos elétrons que partiram do cátodo com os átomos do vidro da ampola.
Os raios catódicos, quando incidem sobre um anteparo, produzem uma sombra na parede oposta do tubo, permitindo concluir que se propagam em linha reta. 
 Os raios catódicos são desviados por um campo de carga elétrica positiva, permitindo concluir que são dotados de carga elétrica negativa.
Os raios catódicos movimentam um molinete ou catavento de mica, permitindo concluir que são dotados de massa.
Sendo os raios catódicos um fluxo de elétrons, podemos concluir finalmente que:
os elétrons se propagam em linha reta;
os elétrons possuem massa (são corpusculares) e
os elétrons possuem carga elétrica de natureza negativa.
Thonsom demonstrou que, qualquer que seja o gás rarefeito contido no tubo, o comportamento do fluxo luminoso é o mesmo, permitindo concluir que os elétrons são iguais para todos os átomos.
Modelo de Thomson (1903) 
Primeiro modelo atômico divisível e elétrico. 
Estudando descargas em tubos de raios catódicos, Thomson percebeu a existência de partículas carregadas negativamente nos átomos. 
30
Conhecido como "Pudim de Passas"
Todos os gases utilizados emitiram tais raios.
Tubo de raios catódicos
Imagem: Kurzon / Public Domain
Imagem: Fastfission / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo atômico de Thomson (1897) – Pudim de passas
Átomo esfera divisível; 
O átomo é neutro (cargas positivas e negativas)
Os elétrons podem ser transferidos para outro átomo em determinadas condições
Como os elétrons que estão espalhados apresentam a mesma carga, existe entre eles uma repulsão mútua, o que faz com que estejam uniformemente distribuídos na esfera
Modelo de Rutherford (1911)
32
1
2
3
A maioria das partículas atravessou.
Algumas poucas partículas eram desviadas.
Algumas eram ricocheteadas.
Cargas positivas
Manchas fotográficas
Imagem: Diego Grez / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Ernest Rutherford (1871 - 1937)
Experimento de Rutherford
Caso o Modelo de Thomson estivesse CORRETO...
Como o átomo, segundo Thomson, era uma espécie de bolha gelatinosa, completamente neutra, no momento em que as partículas Alfa (numa velocidade muito grande) colidissem com esses átomos, passariam direto, podendo sofrer pequeníssimos desvios de sua trajetória.
Rutherford propõe a dois de seus alunos - Johannes Hans Wilhelm Geiger e Ernerst Marsden - que bombardeassem finas folhas de metais com as partículas alfa, a fim de comprovar, ou não, a validade do modelo atômico de Thomson.
Imagem: Ernest Rutherford / Bain News Service, publisher / United States Public Domain
Imagem: SEE-PEErnest Rutherford (1871 - 1937)
A maioria das partículas alfa atravessaram a lâmina de ouro sem sofrer desvios.
Algumas partículas alfa sofreram desvios de até 90º ao atravessar a lâmina de ouro.
Algumas partículas alfa RETORNARAM.
O que Rutherford observou
Imagem: Ernest Rutherford / Bain News Service, publisher / United States Public Domain
Imagem: SEE-PE
Proposta de Rutherford para explicar as observações do laboratório
Para que uma partícula alfa pudesse inverter sua trajetória, deveria encontrar uma carga positiva bastante concentrada na região central (o NÚCLEO), com massa bastante pronunciada.
Rutherford propôs que o NÚCLEO conteria toda a massa do átomo, assim como a totalidade da carga positiva (chamadas de PRÓTONS).
Os elétrons estariam girando circularmente ao redor desse núcleo, numa região chamada de ELETROSFERA.
Sistema Solar
Surge assim, o ÁTOMO NUCLEAR!
Modelo Planetário
Imagem: Modelo Planetário Jean Jacques Milan / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
Imagem: Harman Smith and Laura Generosa / Nasa / Domínio Público
O problema do Modelo Atômico de Rutherford
Para os físicos, toda carga elétrica em movimento, como os elétrons, perde energia na forma de luz, diminuindo sua energia cinética e a consequente atração entre prótons e elétrons faria haver uma colisão entre eles, destruindo o átomo. ALGO QUE NÃO OCORRE.
Portanto, o Modelo Atômico de Rutherford, mesmo explicando o que foi observado no laboratório, apresenta uma INCORREÇÃO. 
+
Energia
Perdida - LUZ
-
Modelo de Rutherford (1911)
1
2
3
A maioria das partículas atravessou.
Algumas poucas partículas eram desviadas.
Algumas eram ricocheteadas.
Cargas positivas
Manchas fotográficas
37
Imagem: Diego Grez / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Considerado o modelo que estimulou toda a evolução do conhecimento sobre o constituidor da matéria, o átomo.
"A construção do modelo de Rutherford iniciou-se a partir do estudo das propriedades dos raios X e das emissões radioativas, culminando na utilização de radiação sobre um artefato inerte, isto é, que não reage facilmente.
Experimento realizado por Rutherford
O experimento realizado por Rutherford possuía a seguinte aparelhagem e organização:
Componente a - uma amostra de polônio (emissor de radiação alfa) colocada em um bloco de chumbo. Nesse bloco havia um pequeno orifício por meio do qual ocorria a passagem da radiação;
Componente b: lâmina finíssima de ouro posicionada à frente da caixa de chumbo;
Componente c: Placa metálica recoberta com material fluorescente (sulfeto de zinco) posicionada atrás, ao lado e um pouco à frente da lâmina de ouro.
Resultados do experimento de Rutherford
Região 1: área que recebeu grande parte da radiação alfa emitida pelo polônio, evidenciando que essas radiações atravessaram a lâmina de ouro sem sofrer desvios consideráveis;
Região 2: áreas diversas, localizadas atrás da lâmina de ouro, que receberam uma pequena quantidade de radiação alfa, mas que não estavam na direção do orifício de saída da radiação na caixa de chumbo, o que evidenciou que essas radiações sofreram um grande desvio após a travessia da lâmina de ouro;
Região 3: áreas localizadas à frente da lâmina de ouro que receberam uma quantidade extremamente pequena de radiação alfa, o que evidenciou que parte da radiação alfa chocou-se com a lâmina e foi rebatida.
"Representação dos resultados observados no experimento de Rutherford"Veja mais sobre "Modelo atômico de Rutherford" em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-atomo-rutherford.htm
Modelo de Rutherford – Conclusões
(1) A maioria das partículas alfa () passava livremente através da placa de ouro.
 O átomo é um imenso vazio. 
 Eletrosfera (abriga elétrons) e núcleo (abriga prótons e nêutrons);
(2) Poucas partículas alfa não atravessavam a lâmina de ouro.
 Núcleo pequeno e denso;
 (3) Poucas partículas alfa passavam e sofriam desvios. 
 Núcleo positivo. 
40
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Física, 3º Ano
Modelos Atômicos
Modelo de Rutherford
O modelo atômico de Rutherford é baseado nos resultados da experiência que ele e seus colaboradores realizaram. 
Experiência esta que consistia no bombardeamento de uma lâmina finíssima de ouro com partículas alfa (que possuem carga positivas). 
Rutherford e seus colaboradores verificaram que apenas uma partícula alfa das 10.000 emitidas sofria desvio ou reflexão ao incidir na lâmina de ouro. Concluíram então que o raio do átomo era 10.000 vezes maior que o raio do núcleo .
núcleo
elétron
eletrosfera
ou coroa
Física, 3º Ano
Modelos Atômicos
Esse modelo era chamado de Planetário devido a sua semelhança com o nosso sistema solar.
Imagem: Harman Smith and Laura Generosa (nee Berwin), graphic artists and contractors to NASA's Jet Propulsion Laboratory / Public Domain
Modelo de Rutherford – Conclusões
(1) A maioria das partículas alfa () passava livremente através da placa de ouro.
 O átomo é um imenso vazio. 
 Eletrosfera (abriga elétrons) e núcleo (abriga prótons e nêutrons);
(2) Poucas partículas alfa não atravessavam a lâmina de ouro.
 Núcleo pequeno e denso;
 (3) Poucas partículas alfa passavam e sofriam desvios. 
 Núcleo positivo. 
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
 2
HÉLIO
	Nome	Região do átomo	Símbolo	Carga elétrica relativa	Massa
relativa ao próton	Massa (g)
	Elétron	Eletrosfera	e	-1	1/1836	9,11x10-28
	Próton	Núcleo	p	+1	1	1,67x10-24
	Nêutron	Núcleo	n	0	1	1,67x10-24
Principais características das partículas elementares do átomo
Número de Massa (A) 
É a SOMA do número de PRÓTONS (p), ou NÚMERO ATÔMICO (z), e o número de NÊUTRONS (n).
ou
A Massa atômica está praticamente toda concentrada no núcleo, visto que a massa do elétron é desprezível se comparada com a do próton ou a do nêutron.
No nosso exemplo, temos:
p = 4 e n = 5. Então:
Logo:
Os Elementos
Elemento Químico
Conjunto de átomos que possuem mesmo número de prótons em seu núcleo, ou seja, o mesmo número atômico (Z).
Dessa forma, o número atômico é característica de cada elemento químico, sendo como seu número de identificação.
Elemento Químico
X
Z
A
X
Z
A
ou
C
6
12
Cl
17
35
Representação de um Elemento Químico
De acordo com a IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada), devemos indicar o número atômico (Z) e o número de massa (A) junto ao símbolo de um elemento químico ao representá-lo.
EXEMPLOS
	NOME DO ELEMENTO	Carbono	Ferro	Cloro
	NÚMERO DE MASSA (A)	12	56	35
	NÚMERO ATÔMICO (z)	6	26	17
	NÚMERO DE PRÓTONS (p)	6	26	17
	NÚMERO DE ELÉTRONS (e)	6	26	17
	NÚMERO DE NÊUTRONS (n)	6	30	18
Fe
26
56
Elementos ISÓTOPOS
Elementos químicos com os MESMOS NÚMEROS ATÔMICOS, porém com NÚMEROS DE MASSA DIFERENTES (pois possuem diferentes números de nêutrons).
	NOME DO ELEMENTO	Cloro	Cloro
	NÚMERO DE MASSA (A)	35	37
	NÚMERO ATÔMICO (z)	17	17
	NÚMERO DE PRÓTONS (p)	17	17
	NÚMERO DE ELÉTRONS (e)	17	17
	NÚMERO DE NÊUTRONS (n)	18	20
Cl
17
35
Cl
17
37
EXEMPLO
Alguns isótopos recebem nomes diferentes entre si.
EXEMPLO
	NOME DO ELEMENTO	Hidrogênio 1	Hidrogênio 2	Hidrogênio 3
	NOME ESPECIAL	PRÓTIO	DEUTÉRIO	TRITÉRIO
		Hidrogênio leve	Hidrogênio pesado	Trítio
	NÚMERO DE MASSA (A)	1	2	3
	NÚMERO ATÔMICO (z)	1	1	1
	NÚMERO DE PRÓTONS (p)	1	1	1
	NÚMERO DE ELÉTRONS (e)	1	1	1
	NÚMERO DE NÊUTRONS (n)	0	1	2
H
1
1
H
1
2
H
1
3
Elementos ISÓBAROS
Elementos químicos com os MESMOS NÚMEROS DE MASSA, porém com NÚMEROS ATÔMICOS DIFERENTES.
	NOME DO ELEMENTO	Cálcio	Potássio
	NÚMERO DE MASSA (A)	40	40
	NÚMERO ATÔMICO (z)	20	19
	NÚMERO DE PRÓTONS (p)	20	19
	NÚMERO DE ELÉTRONS (e)	20	19
	NÚMERO DE NÊUTRONS (n)	20	21
Ca
20
40
K
19
40
EXEMPLO
Elementos ISÓTONOS
Elementos químicos com os MESMOS NÚMEROS DE NÊUTRONS, porém com NÚMEROS ATÔMICOS e NÚMEROS DE MASSA DIFERENTES.
	NOME DO ELEMENTO	Cálcio	Potássio
	NÚMERO DE MASSA (A)	40	39
	NÚMERO ATÔMICO (z)	20	19
	NÚMERO DE PRÓTONS (p)	20	19
	NÚMERO DE ELÉTRONS (e)	20	19
	NÚMERODE NÊUTRONS (n)	20	20
Ca
20
40
K
19
39
EXEMPLO
Elementos ISOELETRÔNICOS
Elementos químicos com os MESMOS NÚMEROS DE ELÉTRONS.
	NOME DO ELEMENTO	Sódio	Oxigênio	Neônio
	NÚMERO DE MASSA (A)	23	16	20
	NÚMERO ATÔMICO (z)	11	8	10
	NÚMERO DE PRÓTONS (p)	11	8	10
	NÚMERO DE ELÉTRONS (e)	10	10	10
	NÚMERO DE NÊUTRONS (n)	12	8	10
EXEMPLO
Ne
10
20
Na
11
23
+
O
8
16
2-
ÍONS
Próton
+
Nêutron
0
Elétron
–
+
+
+
+
–
Be
4
8
2+
íon CÁTION – PERDEU dois elétrons – ficou POSITIVO
–
+
+
+
+
+
+
+
+
–
–
–
–
–
–
–
íon ÂNION – GANHOU dois elétrons – ficou NEGATIVO
Íons
Elementos químicos que possuem números diferentes de prótons e elétrons, perderam ou ganharam elétrons, gerando uma diferença de cargas.
O
8
16
2–
64
EXEMPLO 
Molécula
É a menor partícula que apresenta todas as propriedades físicas e químicas de uma substância.
As moléculas são formadas por dois ou mais átomos. Os átomos que constituem as moléculas podem ser do mesmo tipo (por exemplo, a molécula de oxigênio tem dois átomos de oxigênio)
ou de tipos diferentes (a molécula de água, por sua vez, tem dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio).
Imagem: Modelo molecular / Kemikungen / Domínio Público
Imagem: Bin im Garten / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
NÚMEROS QUÍMICOS
NÚMEROS QUÍMICOS
NÚMEROS QUÍMICOS
NÚMEROS QUÍMICOS
PARTÍCULAS SUBATÔMICAS 
CARGA ELÉTRICA
NÚMERO DE PRÓTONS
NÚMERO DE MASSA
Semelhança atômica 
É uma propriedade ou característica obtida a partir de um estudo comparativo realizado entre os átomos de elementos químicos iguais ou diferentes, no qual avaliamos as igualdades e as diferenças apresentadas por eles, principalmente no que tange aos seguintes critérios:
Número atômico (Z);
Numero de massa (A);
Número de prótons (p);
Número de elétrons (e);
Número de nêutrons (n).
Turma: 9◦ ano 
Professora: Berenice N. Silva
INSTITUTO DE EDUCAÇÃO EUJÁCIO RIBEIRO DE CARVALHO
 Modelo atômico de Bohr
Modelo Atômico de Bohr
O modelo atômico de Bohr ou átomo de Bohr foi proposto em 1913 e é a teoria responsável por relacionar a distribuição dos elétrons na eletrosfera em camadas de energia. 
No modelo atômico de Niels Bohr, os átomos apresentam um aspecto de órbitas nas quais há elétrons e, no centro, um pequeno núcleo. Ele aperfeiçoou o modelo de Rutherford, mas ainda há pontos de melhoria no seu modelo atômico.
Modelo atômico de Bohr
Também conhecido como átomo de Rutherford-Bohr, explica que à medida que as camadas se afastam do núcleo, maior é a energia dos elétrons. A capacidade de absorção energética ainda possibilita o salto para um nível mais afastado do núcleo (estado ativo ou excitado) e a emissão de radiação quando retornam ao seu estado fundamental (estável e de menor energia). 
Postulados de Bohr
A ELETROSFERA está dividida em CAMADAS ou NÍVEIS DE ENERGIA (K, L, M, N, O, P e Q), e os elétrons nessas camadas, apresentam energia constante.
Em sua camada de origem (camada estacionária), a energia é constante, mas o elétron pode saltar para uma camada mais externa, sendo que, para tal, é necessário que ele ganhe energia externa.
Um elétron que saltou para uma camada de maior energia fica instável e tende a voltar a sua camada de origem. Nesta volta, ele devolve a mesma quantidade de energia que havia ganhado para o salto e emite um FÓTON DE LUZ (partículas elementares que compõem a luz).
Aumentar a energia 
das orbitais
Um fóton é emitido com energia 
94
Gases submetidos a baixas pressões e elevadas diferenças de potencial emitem luzes de cores específicas.
Elétron instável libera energia
Elétron estável recebe energia
O Modelo de Sommerfeld
Em 1916, Sommerfeld sugeriu que as órbitas seriam elípticas, e não circulares, pois em uma elipse há diferentes excentricidades, gerando energias diferentes para uma mesma camada.
Ele percebeu que as raias obtidas por Böhr eram, na verdade, mais finas e supôs que os níveis de energia estariam divididos em regiões ainda menores denominadas subníveis de energia, que seriam representados pelas letras s, p, d, f... como mostra a figura abaixo.