ModelosAtômicos

Leucipo e Demócrito (400 a.c.)

Átomo Demócrito (460 – 370

A.C.)

Defenderam a idéia (não cientifíca) de que a matéria era composta por pequeníssimas partículas indivisíveis e vácuo. (Matéria Descontínua).

Modelo baseado apenas na intuição e na lógica.

Modelo proposto por Demócrito:

Toda a matéria é constituída por átomos e vazio;

O átomo é uma partícula pequeníssima, invisível,e que não pode ser dividida;

Os átomos encontram-se em constante movimento;

Universo constituído por um número infinito de átomos, indivisíveis e eternos;

Aristóteles (Sec. V a.c.)

Aristóteles

 (384 a.C. - 322 a.C.)

Modelo de Demócrito foi rejeitado por um dos maiores filósofos de todos os tempos – Aristóteles.

O Modelo de Demócrito permaneceu na sombra durante mais de 20 séculos...

Ar Água

Terra Fogo

Aristóteles acreditava que a matéria era contínua e composta por quatro elementos:

Dalton (1808)Séc. XIX – Dalton “ressuscita” A Teoria Atômica.

John Dalton

(1776 – 1844)

Na segunda metade do séc. XVIII, a Química sofreu uma grande evolução.

Certos fatos não podiam ser explicados pela teoria de Aristóteles, como a Lei de Lavoisier: “A massa dos reagentes é igual à massa dos produtos”.

Para explicar estes fatos Jonh Dalton propôs, em 1803, o primeiro modelo atômico científico.

Átomo

(bolinha maciça e

indivisível)

Modelo proposto por Dalton(“bolinha de bilhar”):

A matéria é composta por pequenas partículas, maciças e indivisíveis – os Átomos;

Os átomos de um mesmo elemento são idênticos em massa e em todas as outras propriedades;

A matéria é formada pela união de diferentes átomos em proporções definidas.

Átomo

(bolinha maciça e

indivisível)

Modelo proposto por Dalton(“bolinha de bilhar”):

Elementos diferentes possuem átomos diferentes, massas diferentes

Os átomos são indestrutíveis

Uma reação química na verdade é uma reorganização dos átomos já existentes.

Consegue explicar as Leis Ponderais

1875 Crookes: Ampola de Vidro

•Tela de sulfeto de zincotorna os raios catódicosLuminescentes.

Thomson (1897)

J. J. Thomson

 (1856 - 1940)

Thomson realizou uma série de experiências utilizando um tubo de raios catódicos (tubo semelhante aos tubos existentes no interior dos televisores).

Neste tubo, eram efetuadas descargas elétricas através de um gás rarefeito.

Tubo de raios catódicos

Descoberta dos Elétrons:Ao estudar as descargas no interior deste aparelho, Thomson, descobriu o elétron.

Raio fluorescente tinha carga elétrica negativa e era de natureza corpuscular.A sua massa era muito menor que a massa de qualquer átomo conhecido – eram os elétron.Thomson provou que os elétron eram corpúsculos, dotados de carga elétrica e de massa, que fazem parte de toda a matéria.

fluorescência esverdeada (feixe de partículas de carga negativa) sai dos átomos do cátodo (-) em direção ao ânodo (+).

Elétrons (partículas com carga elétrica

negativa)

Esfera com carga elétrica positiva

Modelo proposto por Thomson:

O átomo era uma esfera maciça de carga elétrica positiva, estando os elétron dispersos na esfera.

O número de elétron seria tal que a carga total do átomo seria zero.

Modelo do Pudim de Passas

Importância do modelo de Thomson:

Explica a condutividade elétrica da matéria;

Constatação da existência de partículas subatômicas.

Rutherford (1911)

Ernest Rutherford

(1871 - 1937)

Cientista neozelandês, estudou com Thomson.

Nobel de Química em 1908.

Em 1910 realizou uma experiência que lhe permitiu propor um novo modelo atômico.

Experiência de Rutherford

Fonte de partículas (Polônio)

Feixe de partículas

Anteparo fluorescente

Folha de ouro

Experiência de Rutherford

Resultados previstos segundo o modelo de Thomson:

Resultados obtidos:

As partículas α não deveriam

atravessar as folhas de ouro.

A maior parte das partículas α

atravessavam a lâmina, mas um significativo número delas sofria desvios acentuados.

● ● ●

● ●

● ● ●

Experiência de Rutherford

Resultados da experiência de Rutherford

Partículas α

Existe, no interior do átomo, uma região central positiva – o núcleo, que exerce fortes forças repulsivas sobre as partículas alfa.

Conclusões de Rutherford:

O átomo é uma estrutura praticamente vazia, e não uma esfera maciça;

É constituído por:

• Núcleo muito pequeno com a carga positiva, onde se concentra quase toda a massa do átomo (maciço).

• Elétron com carga negativa movendo-se em volta do núcleo.O átomo seria um sistema semelhante ao sistema

solar.

Modelo Planetário

Falhas do modelo de Rutherford:

1. De acordo com o que se conhecia, o elétron ao realizar a

sua órbita perderia energia acabando por cair sobre o

núcleo, ocasionando um colapso.

2. Cargas em movimento perdem

energia emitindo radiação, mas

os átomos no seu estado normal

não emitem radiação.

Max Planck (1900)

Max Planck

(1858-1947 )

* A luz é onda-partícula

E = h . ƒ

E : energia (J)

h : constante de Planck

(h = 6,63.10-34 J)

ƒ : frequência (s-1)

Princípio da Dualidade da Luz

Pai da Física Quântica

Max Planck (1900)

* A luz é onda-partícula

c = λ . ƒ

c : velocidade da Luz

(c = 3.108 m/s )

λ : comprimento de onda (m)

f : frequência (s-1)

Princípio da Dualidade da Luz

Espectro Conjunto de Ondas

Exemplos:

Ondas do mar, Som, Onda sísmica, LuzLuz, Ondas de rádio, Raio X.

Espectro da Luz Se a luz de uma lâmpada comum atravessa um prisma, ela será decomposta em varias cores, obtemos assim o espectro da luz visível:

Bohr (1913)

Niels Bohr

(1885 - 1962)

Niels Bohr trabalhou com Thomson, e posteriormente com Rutherford.

Tendo continuado o trabalho destes dois físicos, aperfeiçoou, em 1913, o modelo atômico de Rutherford.

1º Postulado: A eletrosfera do átomo está dividida em regiões denominadas níveis ou camadas, onde os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias, de modo a ter uma energia constante (“quantum”), ou seja, não emitem nem absorvem energia.

Modelo Atômico de BohrModelo Atômico de Bohr

2º Postulado: Fornecendo energia (térmica, elétrica,...) Fornecendo energia (térmica, elétrica,...) a um átomo, um ou mais elétrons a absorvem e saltam a um átomo, um ou mais elétrons a absorvem e saltam para níveis mais afastados do núcleo (mais para níveis mais afastados do núcleo (mais energéticos). Ao voltarem ás suas órbitas originais, energéticos). Ao voltarem ás suas órbitas originais,

devolvem a energia devolvem a energia

absorvida em forma de absorvida em forma de

luz (luz (fótonfóton). ).

SALTO QUÂNTICOSALTO QUÂNTICO

Modelo Atômico de BohrModelo Atômico de Bohr

Modelo Atômico de Modelo Atômico de BohrBohr

Explicação para a luz emitida pelos fogos artifício

Conceitos ImportantesConceitos Importantes

• Estado Fundamental

Os e- estão nas suas devidas posições; Situação de maior estabilidade (menor energia).

• Estado Excitado

Os e- não estão nas suas devidas posições; Situação de menor estabilidade (maior energia).

Modelo Atômico de BohrModelo Atômico de Bohr

EXPLICA O ESPECTRO DISCRETO DE ENERGIA DOS ELEMENTOS

n = 3

n = 2

n = 1

* Devido aos diferentes níveis de energia, há diferentes possibilidades de transições.

* Cada transição implica numa emissão com freqüência diferente. Isso explica o surgimento das linhas no espectro dos elementos. Cada transição corresponde a uma cor no espectro abaixo.

Modelo Atômico Atual

1916 – Sommerfeld • Os e- giram ao redor do

núcleo em órbitas elípticas;

• A eletrosfera está dividida

em subníveis.

Modelo Atômico Atual

1924 – Broglie• Princípio da Dualidade do

elétron;

• O e- é onda-partícula.

Modelo Atômico Atual

1926 – Heisenberg• Princípio da Incerteza;

• É impossível calcular com

exatidão a posição e a

velocidade do e- num

dado instante.

• Os e- não possuem uma trajetória bem definida em torno do núcleo (Nuvem eletrônica)

• Orbital Atômico é a região de maior probabilidade de se encontrar o elétron.

1927 - Schrödinger

Erwin Schrödinger

(1887 – 1961)

Modelo Atômico Atual

Nuvem eletrônica...

• Os e- movem-se de forma desconhecida com velocidade elevadíssima;

• O movimento do elétron passou a ser descrito por uma nuvem eletrônica;

Modelo da Nuvem Eletrônica

• Quanto mais densa é a nuvem, maior é aprobabilidade de se encontrar aí o e-;

• A nuvem é mais densa próximo do núcleo, emenos densa longe do núcleo.

Orbitais

ESFÉRICOS HALTERES

• Até 1920 o núcleo eraconsiderado uma esfera maciça de carga positiva

• Átomos do mesmo elementoquímico apresentam massasdiferentes.

• Descoberta do Nêutron.

1932 - Chadwick

Modelo Atômico Atual

+

+

+

Os Quarks...

O Nêutron e o próton não são partículas indivisíveis. No seu interior existem ainda outras partículas que são os quarks.

próton nêutron

Modelo de Demócrito

Modelo de ThomsonModelo de Bohr

Modelo de Dalton

Modelo de Rutherford

Modelo da Nuvem

Eletrônica

Evolução do Modelo atómico…

Dimensão dos átomos

100 pm

1 pm = 10-12

m

Dimensão dos átomos

Se 100 milhões de pessoas se reduzissem ao tamanho de átomos, formavam uma fila de apenas 1cm.

Um ponto final pode conter mais de 3 milhões de átomos.