Modelos atômicos

Professora Joanna de Professora Joanna de PaoliPaoli

Joanna de PaoliJoanna de Paoli

Evolução dos Modelos Evolução dos Modelos AtômicosAtômicos


• A matéria é descontínua e formada por partículas indivisíveis,

• Contrários a Aristóteles.

• As ideias de Demócrito e Leucipo permaneceram inalteradas por praticamente 2.200 anos.

(450 a.C.) Demócrito e (450 a.C.) Demócrito e LeucipoLeucipo


Retomou as ideias de Dedé e Lelé sob uma nova perspectiva: a experimentação.

(1808) Modelo de Dalton(1808) Modelo de Dalton


• Baseado em reações químicas e pesagens minuciosas, chegou à conclusão de que os átomos realmente existiam e que possuíam algumas características:

-Toda matéria é formada por diminutas partículas esféricas, maciças, neutras e indivisíveis chamadas átomos.

- Existe um número finito de tipos de átomos na natureza.

- A combinação de iguais ou diferentes tipos de átomos originam os diferentes materiais.

Modelo de DaltonModelo de Dalton


• Esfera maciça;

• Indivisível;

• Indestrutível;

• Imperecível;

• Sem carga elétrica;

“Bola De Bilhar”

Baseado nas “Leis Ponderais” (1808)

Modelo de DaltonModelo de Dalton


(1903) Modelo de Thomson(1903) Modelo de Thomson

A comunidade científica (William Crookes, Eugen Goldstein, Thomson, entre outros) estava realizando experiências com ampola de Crookes. E várias foram os fenômenos observados.


Ampola de CrookesAmpola de Crookes


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 movimentam um molinete ou cata-vento, permitindo concluir que são dotados de massa.



Os raios catódicos são desviados por um campo de carga elétrica positiva, permitindo concluir que são dotados de carga elétrica negativa.


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)

- os elétrons possuem carga elétrica de natureza negativa.


• Esfera;

• Divisível;

• Com carga elétrica;

Experiências com “Raios Catódicos” (1903)

“Pudim de passas”

Modelo de ThomsonModelo de Thomson

http://pt.wikibooks.org/wiki/Ficheiro:Plum_pudding_atom.svg


“PUDIM DE PASSAS”

Esfera positiva


Conhecendo a Radiação NuclearConhecendo a Radiação Nuclear


• Estava fazendo experiências com materiais radioativos.

(1911) Modelo de Rutherford(1911) Modelo de Rutherford


Experiência de RutherfordExperiência de Rutherford


• Bombardeou uma fina lâmina de ouro (0,0001

mm) com partículas "alfa" (núcleo de átomo de

hélio: 2 prótons e 2 nêutrons), emitidas pelo

"polônio" (Po), contido num bloco de chumbo

(Pb);

• Envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada

uma tela protetora revestida de sulfeto de zinco

(ZnS).

Experiência de RutherfordExperiência de Rutherford


Experiência da Lâmina de OuroExperiência da Lâmina de Ouro


Visualização MicroscópicaVisualização Microscópica


• Grande quantidade de partículas α atravessam a lâmina.

• Uma pequena quantidade de partículas α não atravessaram a lâmina e voltavam.

• Algumas partículas α sofreram desvios.

ObservaçõesObservações


• Já que a maioria das partículas α atravessava a lâmina de ouro sem sofrer desvios, a maior parte do átomo deveria ser vazia. Espaço que foi denominado de eletrosfera, onde estariam os elétrons.

ConclusõesConclusões


• As partículas α que voltavam indicavam que deveria existir uma pequena região maciça, denominado NÚCLEO, onde estaria concentrada a massa do átomo.

• Já que um pequeno número de partículas α sofrem desvios significativos ao atravessar a lâmina de ouro, o núcleo deve ser pequeno e positivo, proporcionando uma repulsão.

ConclusõesConclusões


Experiência da “Lâmina de ouro”

• Núcleo e eletrosfera;

• Planetas em volta do sol;

• Núcleo pequeno e denso;

• Eletrosfera de 10.000 à 100.000 vezes maior que o núcleo e vazia.

“Planetário”

Modelo de RutherfordModelo de Rutherford


• O átomo possui um núcleo pequeno, denso e positivo, formado por prótons (+). Rutherford prevê a existência de nêutrons (partículas sem carga e massa semelhante ao próton).

• Uma região praticamente sem massa envolvendo o núcleo, denominada eletrosfera(local onde os elétrons giram ao redor do núcleo).

Modelo de RutherfordModelo de Rutherford


• Estendeu o modelo proposto por Rutherford acrescentando conceitos quânticos.

(1913) Modelo de Bohr(1913) Modelo de Bohr


• De acordo com o modelo atômico proposto por Rutherford, os elétrons ao girarem ao redor do núcleo, com o tempo perderiam energia, e se chocariam com o mesmo.

• Como o átomo é uma estrutura estável, Niels Bohr formulou uma teoria (1913) sobre o movimento dos elétrons, fundamentado na Teoria Quântica da Radiação (1900) de Max Planck.


• Baseado na mecânica quântica, Bohr apresentou uma correção ao modelo de Rutherford através dos seguintes postulados:1. Em um átomo são permitidas somente algumas

órbitas circulares ao elétron, sendo que em cada uma dessas órbitas o elétron apresenta energia constante.

2. Um elétron não pode assumir qualquer valor de energia, mas somente determinados valores que correspondem às órbitas permitidas, tendo, assim, determinados níveis de energia ou camadas energéticas.

3. Um elétron, quando localizado numa dessas órbitas, não perde nem ganha energia espontaneamente.

Postulados de BohrPostulados de Bohr


4. Um elétron pode absorver energia (elétrica, térmica, ....) de uma fonte externa somente em unidades discretas chama quanta.

5. Quando um elétron absorve um quantum de energia, ele salta para uma órbita mais energética, ligeiramente mais afastada do núcleo.

6. Quando o elétron retorna à órbita menos energética, ele perde, na forma de onda eletromagnética (fenômeno observado, tomando como exemplo, uma barra de ferro aquecida ao rubro). , uma quantidade de energia que corresponde à diferença de energia existente entre as órbitas envolvidas no movimento do elétron.


K L M N O P Q

) ) ) ) ) ) )NúcleoNúcleo EletrosferaEletrosfera

Efeito Fotoelétrico

) ) ) Fóton

Modelo de Bohr Modelo de Bohr Os níveis de energiaOs níveis de energia



Salto QuânticoSalto Quântico


Segundo postulado de Bohr.

Um átomo irradia energia quando um elétron salta de

uma órbita de maior energia para uma de menor energia.

Órbitas de Bohr para o

átomo de hidrogênio

A linha vermelha no espectro atômico é

causada por elétrons saltando

da terceira órbita para a segunda órbita

O comprimento de onda guarda relação com a energia. Os menores

comprimentos de onda de luz significam vibrações mais rápidas e

maior energia.


A linha verde-azulada no espectro

atômico é causada por elétrons saltando

da quarta para a segunda órbita.

A linha azul no espectro atômico é

causada por elétrons saltando

da quinta para a segunda órbita

A linha violeta mais brilhante no espectro

atômico é causada por elétrons saltando

da sexta para a segunda órbita.


• De acordo com Max Planck (1900), quando uma partícula

passa de uma situação de maior energia para outra de

menor energia ou vice-versa, a energia é perdida ou

recebida em "pacotes" que recebe o nome de

quanta(quantum é o singular de quanta).

• O quantum é o pacote fundamental de energia e é indivisível.

Cada tipo de energia tem o seu quantum.

• A Teoria Quântica permitiu a identificação dos elétrons de

um determinado átomo, surgindo assim os "números

quânticos".

Teoria QuânticaTeoria Quântica


E impossível determinar com precisão a

posição e a velocidade de um elétron num

mesmo instante.

Orbital é a região onde é mais provável

encontrar um életron

Princípio da Incerteza de Princípio da Incerteza de HeisenbergHeisenberg


Descrição de uma ÓrbitaDescrição de uma Órbita


O átomo possui um núcleo central de reduzidas dimensões e uma nuvem electrónica.

No núcleo encontram-se os prótons e os nêutrons.

Os elétrons encontram-se à volta do núcleo, na nuvem electrônica.

É possível falar em zonas onde a probabilidade de encontrar o elétron é maior.

ORBITAIS


Órbitas:

1circular e as demais elípticas

Modelo de SommerfeldModelo de Sommerfeld


Sommerfeld sugeriu que as órbitas fossem elípticas, pois em uma elipse há diferentes excentricidades (distância do centro), gerando energias diferentes para uma mesma camada.


Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld concluiu que os

elétrons de um mesmo nível, ocupam órbitas de trajetórias

diferentes (circulares e elípticas) a que denominou de

subníveis, que podem ser de quatro tipos: s , p , d , f .

(1916) Modelo de Sommerfeld(1916) Modelo de Sommerfeld


O elétron apresenta característica DUAL,

ou seja, comporta-se como matéria e

energia sendo uma partícula-onda.

Princípio da dualidade da matériaPrincípio da dualidade da matériaLouis BrodlieLouis Brodlie


•Erwin Shrördinger formulou uma teoria chamada de "Teoria da Mecânica Ondulatória" que determinou o conceito de "orbital" .

• Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo onde existe a máxima probalidade de se encontrar o elétron. O orbital s possui forma esférica ...

................

e os orbitais p possuem forma de halteres......

(1926) Teoria da mecânica (1926) Teoria da mecânica ondulatóriaondulatória


A partir das equações de Schrödinger não é possível

determinar a trajetória do elétron em torno do núcleo, mas, a

uma dada energia do sistema, obtém-se a região mais

provável de encontrá-lo.

Modelo atômico de Modelo atômico de SchrödingerSchrödinger


• (2/06)12 Exemplifica a aplicação de radioisótopos em pesquisas científicas a experiência de Rutherford, a qual levou à elaboração do modelo atômico de Rutherford.

• (2/06)13 De acordo com o modelo de Rutherford-Bohr, os elétrons dos radioisótopos ocupam qualquer posição na eletrosfera.

• (1/07)132 Segundo os modelos atômicos de Rutherford-Bohr, Thomson e Dalton, o decaimento radioativo do Ni-60 instável ocorre quando um elétron muda de um orbital mais energético para outro de menor energia.

• (1/07)171 Segundo o modelo de Dalton, a magnetita (Fe3O4) pode ser decomposta em substâncias simples.

Itens UnbItens Unb

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