MODELOS ATÔMICOSMODELOS ATÔMICOS

Prof. Andréa

Vamos falar sobre:Vamos falar sobre:

A evolução do modelo para o átomo;A evolução do modelo para o átomo;Cientistas importantes para esse estudo;Cientistas importantes para esse estudo;Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr;Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr;Experimentos realizados para obter as Experimentos realizados para obter as

conclusões mais importantes.conclusões mais importantes.

Modelos AtômicosModelos Atômicos

Modelo mais familiar.Modelo mais familiar. Modelo de Bohr.Modelo de Bohr.

núcleo é orbitado núcleo é orbitado por por elétrons em diferentes elétrons em diferentes níveis de energia.níveis de energia.

O Início ...O Início ...

O modelo para explicação do O modelo para explicação do átomo evoluiu com o passar do átomo evoluiu com o passar do tempo. tempo.

Em 400 a.C. era parecido com Em 400 a.C. era parecido com

uma bola de bilhar.uma bola de bilhar.

DemocritusDemocritus

Filósofo grego Filósofo grego - 2400 anos atrás.- 2400 anos atrás.

A matéria pode ser dividida A matéria pode ser dividida indefinidamente ou há um limite? indefinidamente ou há um limite?

400 a.C.

Átomo

Este último pedaço é indivisívelEste último pedaço é indivisível

Modelo baseado apenas na intuição e na lógica.Modelo baseado apenas na intuição e na lógica.

Toda a matéria é constituída por átomos e vazio (não era compacta).

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;

Porém ...Porém ...

Sua teoria foi Sua teoria foi ignorada por mais de ignorada por mais de 2000 anos !!!!2000 anos !!!!

Modelo de DaltonModelo de Dalton

1800 - John Dalton - 1800 - John Dalton - experimentos de Lavoisier - experimentos de Lavoisier - pensar sobre a existência pensar sobre a existência dos átomos.dos átomos.Átomos não sofrem alteração Átomos não sofrem alteração

durante uma reação.durante uma reação.Massa de um composto é a Massa de um composto é a

soma das massas dos soma das massas dos átomos.átomos.

A Teoria de DaltonA Teoria de Dalton

Os elementos são compostos Os elementos são compostos por átomos e átomos são por átomos e átomos são partículas esféricas, partículas esféricas, indivisíveis e indestrutíveis.indivisíveis e indestrutíveis.

Átomos do mesmo elemento Átomos do mesmo elemento são absolutamente iguais.são absolutamente iguais.

Átomos de elementos diferentes Átomos de elementos diferentes são diferentes.são diferentes.

Bola de Bola de BilharBilhar

Apesar de conter muitos erros, Apesar de conter muitos erros, esse modelo foi um marco para a esse modelo foi um marco para a Química, pois conseguia explicar Química, pois conseguia explicar quase todos os fenômenos físicos quase todos os fenômenos físicos

e Químicos da época.e Químicos da época.

Modelo de Thomson:Modelo de Thomson:

1897 - J.J. Thomson 1897 - J.J. Thomson primeiro cientista – provou - primeiro cientista – provou - átomo era formado por átomo era formado por partículas e que possuia partículas e que possuia natureza elétrica.natureza elétrica.

Experimento de CrookesExperimento de Crookes

Observou a passagem de raios catódicos (elétrons).

Ao estudar as descargas no interior deste aparelho, Thomson, descobriu o elétron.

Observava-se uma fluorescência

esverdeada devido à existência de partículas de carga negativa que saem dos átomos do cátodo.

A descarga emitida tinha carga elétrica negativa

Thomson provou que os elétrons eram corpúsculos, dotados de carga elétrica e de massa, que fazem parte de toda a matéria.

Thomson concluiu que as partículas negativas saiam do átomo e que, portanto, EXISTEM partículas menores que o átomo.

LOGO,O ÁTOMO É DIVISÍVEL !!!

Como as partículas negativas neutralizavam a carga positiva, Thomson determinou que o

ÁTOMO É NEUTRO

Modelo de ThomsonModelo de Thomson

Pudim de PassasPudim de Passas

Elétrons (partículas com carga elétrica negativa)

Esfera com carga elétrica positiva

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

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

A descoberta da segunda A descoberta da segunda partícula subatômica: o prótonpartícula subatômica: o próton

Goldstein - neozelandês, estudou com Thomson.

Experimento de RutherfordExperimento de Rutherford

1908 - Rutherford fez um 1908 - Rutherford fez um experimento usando uma fina experimento usando uma fina lâmina de ouro e cargas lâmina de ouro e cargas positivas (positivas (partículas alfapartículas alfa).

Modelo de Rutherford:Modelo de Rutherford:

OcorridoOcorrido

A maior parte das A maior parte das partículas passa direto partículas passa direto pela lâmina de ouropela lâmina de ouro (A) (A)..

Algumas eram rebatidas Algumas eram rebatidas como se tocassem em como se tocassem em algo sólido, levando algo sólido, levando Ruherford à conclusão Ruherford à conclusão de que uma parte do de que uma parte do átomo é positiva átomo é positiva (C)(C)..

finíssima lâmina de ouro (0,001cm)

Resultados previstos segundo o modelo de Thomson:

Resultados obtidos:

As partículas α deveriam

atravessar as folhas de ouro sem

sofrer desvios.

A maior parte das partículas α

comportava-se como esperado, mas um

significativo número delas sofria desvios

acentuados.

● ● ●

● ●

● ● ●

Experiência de Rutherford

Observações Conclusões

1- A maioria das partículas α atravessava a lâmina sem sofre desvios.

A maior parte do átomo deve ser vazio. Nesse espaço (eletrosfera) devem estar localizados os elétrons .

2- Poucas partículas α (1 em 20000) não atravessavam a lâmina e voltavam.

Deve existir no átomo uma pequena região onde está concentrada sua massa (o núcleo).

3- Algumas partículas α sofriam desvios de trajetória ao atravessar a lâmina de ouro .

O núcleo do átomo deve ser positivo, o que provoca uma repulsão nas partículas α (positivas).

Conclusões de Rutherford:Conclusões de Rutherford:

Modelo proposto por Rutherford (1911):

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.

• Elétrons com carga negativa movendo-se em volta do núcleo.

O átomo seria um sistema semelhante ao sistema solar.

Modelo Planetário

Percebeu-se que no núcleo poderia ter mais de 1 Percebeu-se que no núcleo poderia ter mais de 1 próton.próton.

Comprometeria a estabilidade do núcleo (forças de Comprometeria a estabilidade do núcleo (forças de repulsão muito fortes).repulsão muito fortes).

Rutherford admitiu que existia no núcleo partículas Rutherford admitiu que existia no núcleo partículas semelhantes aos prótons, porém sem cargas. semelhantes aos prótons, porém sem cargas.

Chadwick (1932) descobriu os nêutrons.Chadwick (1932) descobriu os nêutrons. Os nêutrons serviriam para diminuir a repulsão entre os Os nêutrons serviriam para diminuir a repulsão entre os

prótons (maior estabilidade no núcleo).prótons (maior estabilidade no núcleo).

A descoberta da terceira A descoberta da terceira partícula subatômica: o nêutronpartícula subatômica: o nêutron

modelo de Rutherford era incompatível com algumas das teorias da Física ...

... uma partícula carregada movendo em uma trajetória circular deve perder energia

Modelo de BohrModelo de Bohr

1913, - Niels Bohr propôs um avanço: Em seu modelo, 1913, - Niels Bohr propôs um avanço: Em seu modelo, colocou cada elétron em um nível específico de energia colocou cada elétron em um nível específico de energia em volta do núcleo.em volta do núcleo.

Niels Bohr trabalhou com Thomson, e posteriormente com Rutherford.

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

O Modelo de BohrO Modelo de Bohr

De acordo com Bohr, os De acordo com Bohr, os elétrons se movem em elétrons se movem em órbitas definidas ao redor do órbitas definidas ao redor do núcleo. Essas órbitas, ou núcleo. Essas órbitas, ou níveis de energia, estão níveis de energia, estão localizadas a certa distância localizadas a certa distância do núcleo.do núcleo.

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, ou seja, sem emitirem nem absorverem energia.

Modelo Atômico de BohrModelo Atômico de Bohr

K L M N O P Q

) ) ) ) ) ) )

NúcleoNúcleoEletrosferaEletrosfera

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

) ) )

Fóton

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:

Também este modelo apresentava algumas falhas...

Este modelo adequa-se muito bem a átomos com apenas um elétron, falhando para átomos com vários electrões;

Este modelo também não explica a interação entre vários átomos.

No entanto, ainda é o modelo mental utilizado por muitos cientistas, visto ser de fácil visualização.

O Modelo de OndaO Modelo de Onda

O Modelo Atômico AtualO Modelo Atômico Atual

É baseado no princípio de É baseado no princípio de ondas mecânicas, onde os ondas mecânicas, onde os elétrons não se movem em elétrons não se movem em algum local definido.algum local definido.

De fato, é impossível localizar a exata posição De fato, é impossível localizar a exata posição de um elétron. Sua localização está baseada em de um elétron. Sua localização está baseada em quanta energia ele possui.quanta energia ele possui.

A A NuvemNuvem de Elétrons de Elétrons

É um espaço no qual os É um espaço no qual os elétrons são facilmente elétrons são facilmente encontrados.encontrados.

Os elétrons movimentam-se Os elétrons movimentam-se próximo ao núcleo próximo ao núcleo bilhõesbilhões de de vezes por segundo.vezes por segundo.

IndivisibiliIndivisibilidadedade

ElétronElétron NúcleoNúcleo ÓrbitaÓrbita Nuvem de Nuvem de elétronselétrons

DemócritoDemócrito XX

DaltonDalton XX

ThomsonThomson XX

RutherfordRutherford XX XX

BohrBohr XX XX XX

OndaOnda XX XX XX

CONCLUINDO ...CONCLUINDO ...

PARTÍCULAPARTÍCULA REGIÃOREGIÃO CARGACARGA MASSAMASSA

PRÓTONPRÓTON NÚCLEONÚCLEO POSITIVAPOSITIVA 11

NÊUTRONNÊUTRON NÚCLEONÚCLEO NULANULA 11

ELÉTRONELÉTRON ELETROSFEELETROSFERARA

NEGATIVANEGATIVA 1 1 1836 1836

(UFSC)(UFSC) A palavra átomo é originária do grego e significa indivisível, ou seja,

segundo os filósofos gregos, o átomo seria a menor partícula da matéria que não

poderia ser mais dividida. Atualmente essa idéia não é mais aceita. A respeito

dos átomos, é verdadeiro afirmar que:

01. não podem ser desintegrados

02. são formados por, pelo menos, três partículas fundamentais

04. possuem partículas positivas denominadas elétrons

08. apresentam duas regiões distintas, o núcleo e a eletrosfera

16. apresentam elétrons, cuja carga elétrica é negativa

32. contêm partículas sem carga elétrica, os nêutrons

ResoluçãoSão falsas as afirmações 01 e 04.Os átomos podem ser fragmentados em partículas menores.Os elétrons possuem carga negativa.

(UFSC) (UFSC) Na famosa experiência de Rutherford, no início do século XX,

com a lâmina de ouro, o(s) fato(s) que (isoladamente ou em conjunto)

indicava(m) o átomo possuir um núcleo pequeno e positivo foi(foram)

01. As partículas alfa teriam cargas negativas

02. Ao atravessar a lâmina, uma maioria de partículas alfa sofreria

desvio de sua trajetória.

04. Um grande número de partículas alfa não atravessaria a lâmina

08. Um pequeno número de partículas alfa atravessando a lâmina

sofreria desvio de sua trajetória

16. A maioria das partículas alfa atravessaria os átomos da lâmina sem

sofrer desvio de sua trajetória.

Indique as corretas.

Estão corretas as afirmativas 08 e 16.Estão corretas as afirmativas 08 e 16.

(UFMG)(UFMG) Dalton, Rutherford e Bohr propuseram, em diferentes épocas,

modelos atômicos. Algumas características desses modelos são

apresentadas abaixo:

modelo I: Núcleo atômico denso, com carga positiva. Elétrons em órbitas

circulares.

modelo II: Átomos maciços e indivisíveis.

modelo III: Núcleo atômico denso, com carga elétrica positiva. Elétrons

em órbitas circulares de energia quantizada.

A associação modelo/cientista correta é:

a) I/Bohr , II/Dalton , III/Rutherford

b) I/Dalton , II/Bohr , III/Rutherford

c) I/Dalton , II/Rutherford , III/Bohr

d) I/Rutherford , II/Bohr , III/Dalton

e) I/Rutherford , II/Dalton , III/BohrResolução:A alternativa correta é a Resolução:A alternativa correta é a e.e.

(ITA)(ITA) Considerando a experiência de Rutherford, assinale a alternativa Considerando a experiência de Rutherford, assinale a alternativa

falsa:falsa:

a) A experiência consistiu em bombardear películas metálicas delgadas a) A experiência consistiu em bombardear películas metálicas delgadas

com partículas alfa.com partículas alfa.

b) Algumas partículas alfa foram desviadas do seu trajeto devido à b) Algumas partículas alfa foram desviadas do seu trajeto devido à

repulsão exercida pelo núcleo positivo do metal.repulsão exercida pelo núcleo positivo do metal.

c) Observando o espalhamento das partículas alfa, Rutherford concluiu c) Observando o espalhamento das partículas alfa, Rutherford concluiu

que o átomo tem densidade uniforme.que o átomo tem densidade uniforme.

d) Essa experiência permitiu descobrir o núcleo atômico e seu tamanho d) Essa experiência permitiu descobrir o núcleo atômico e seu tamanho

relativo.relativo.

e) Rutherford sabia antecipadamente que as partículas alfa eram e) Rutherford sabia antecipadamente que as partículas alfa eram

carregadas positivamente.carregadas positivamente.A alternativa falsa é a c.

(Fuvest)(Fuvest) Há exatos 100 anos, J.J. Thomson determinou, pela

primeira vez, a relação entre a massa e a carga do elétron, o

que pode ser considerado como a descoberta do elétron. É

reconhecida como uma contribuição de Thomson ao modelo

atômico:

a) o átomo ser indivisível

b) a existência de partículas subatômicas

c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia

d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo

e) o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma

eletrosferaAlternativa b. Alternativa b.

Informações Sobre o ÁtomoInformações Sobre o Átomo

Número Atômico (Z): Número Atômico (Z): é o número de é o número de prótons (p) no núcleo do átomo.prótons (p) no núcleo do átomo.

z = p = ez = p = e

Número de Massa (A):Número de Massa (A): é a soma do é a soma do número de prótons com o de nêutrons no número de prótons com o de nêutrons no núcleo atômico.núcleo atômico.

A = p + n p = A – n n = A - pA = p + n p = A – n n = A - p

Notação Química do Notação Química do Átomo: Átomo:

• Número Atômico (Z): n° prótons (p)

• Número de Massa (A): A = p + n

zXA

N° de massa

Símbolo do elementoN° atômico

Observe:Observe:

NaNa

Este átomo de sódio tem:Este átomo de sódio tem:

11 prótons11 prótons

11 elétrons11 elétrons

12 nêutrons (= 23 – 11) 12 nêutrons (= 23 – 11)

11

23

Um Exercício:Um Exercício:

(UFRGS) (UFRGS) Um átomo de cálcio tem massa Um átomo de cálcio tem massa 40. Informe quantos prótons, elétrons e 40. Informe quantos prótons, elétrons e nêutrons há no núcleo deste átomo.nêutrons há no núcleo deste átomo.

A = 40 A = 40 Z = 20Z = 20No núcleo: prótons: 20No núcleo: prótons: 20

nêutrons: 20nêutrons: 20

elétrons: zerinhoelétrons: zerinho