QUÍMICA GERAL MODELOS ATÔMICOS. QUÍMICA GERAL Demócrito (470-360 a.C.) e seu discípulo Leucipo propuseram uma teoria que se referia á natureza da matéria

QUÍMICA GERALQUÍMICA GERAL

MODELOS ATÔMICOS


Demócrito (470-360 a.C.) e seu discípulo Leucipo propuseram uma teoria que se referia á natureza da matéria.

MODELO ATÔMICO FILOSÓFICO – 400 A.C

Para eles a matéria não poderia ser dividida infinitamente, ou seja, qualquer material poderia ser repartido em partes menores até atingir um limite.


REJEIÇÃO DE ARISTÓTELES

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:


LEI DE LAVOISIER - CONSERVAÇÃO DAS MASSAS

Em uma reação química (transformação química) que ocorre em ambiente fechado, a massa total dos reagentes é igual a massa total dos produtos


LEI DE PROUST – PROPORÇÕES CONSTANTES

A proporção, em massa, dos elementos que participam da composição de uma substância é sempre constante e independe do processo químico pelo qual a substância é obtida


Segundo Dalton:● Átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes entre si.

● Átomos de um mesmo elemento possuem propriedades iguais e de massa invariável. ● Nas reações químicas, os átomos permanecem inalterados.

● A matéria é constituída de átomos, que são partículas indivisíveis e indestrutíveis.

● As substâncias são formadas pela combinação de diferentes átomos na razão de números pequenos.

O químico inglês John Dalton, que viveu entre 1766 a 1825, afirmava que o átomo era a

partícula elementar, a menor partícula que constituía a matéria. Em 1808, Dalton

apresentou seu modelo atômico.

MODELO ATÔMICO DE DALTON - 1808

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/th/8/82/Dexter.jpg

Realizei diversas experiências com as ampolas de Crookes (Ampola inventada pelo cientista W. Crookes que contém um gás ou ar à baixa pressão. Quando é submetida a uma corrente elétrica, observa-se a produção de raios luminosos que saem da extremidade do pólo (-) e caminham para o pólo (+). Tais raios foram chamado de catódicos).A análise dos resultados me levou a concluir que:Os raios catódicos são

Constituídos de cargas elétricas Negativas, transportadas por

partículas de matérias.

Tais partículas são todas idênticas e estão presentes

em todos os átomos de qualquer elemento químico.

Essas partículas foram chamadas de elétrons. E, posteriormente, foi

descoberto que os elétrons têm massa 1840 vezes menor que a

massa próton.

J. J.Thomson


MODELO DE THOMSON - 1898

Para Thomson, o átomo seria uma esfera de carga positiva, na qual estariam incrustados os elétrons de carga negativa. Esse modelo ficou conhecido como Pudim de Passas ou Bolo de Ameixa.

Modelo atômico de Thomson

ElétronsMassa de carga

positivaPor seu trabalho na

determinação das propriedades do elétron, o físico inglês

Joseph John Thomson (1856-1940) recebeu o Prêmio Nobel

de física em 1906.


Bloco de chumbo

Fragmento de Polônio

Feixe de partículas α

Placa circular recoberta com material fluorescente

Lâmina de ouro

EXPERIMENTO DE RUTHERFORD

O átomo não é maciço, apresentando mais espaço vazio do que preenchido.

A maior parte da massa do átomo se encontra em uma pequena região central, dotada de carga positiva.

Na região ao redor do núcleo (eletrosfera) estão os elétrons, muito mais leves que os prótons.


MODELO DE RUTHERFORD - 1911

O átomo tem duas regiões:

Núcleo: região central constituída por partículas carregadas positivamente, chamadas de prótons, e por partículas denominadas nêutrons, que dariam estabilidade ao acúmulo de cargas positivas;

Eletrosfera: região ao redor da central constituída por partículas negativas, denominadas elétrons.


CONCEITOS IMPORTANTES:

Número atômico (Z) – é o número de prótons presentes no núcleo de um átomo.

Número de massa (A) – é a soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (N) presentes no núcleo do átomo.

O número de massa pode ser expresso matematicamente da seguinte maneira:

A

= Z + N


REPRESENTAÇÃO QUÍMICA

Convencionalmente, ao representar um átomo, o número atômico vem na parte inferior esquerda e a massa na parte superior à direita ou esquerda.

6C12 Número de Massa

Número Atômico


Cl-3717

Quando um átomo possui prótons e elétrons em igual número este átomo é eletricamente neutro. Quando um átomo perde ou ganha elétrons, ele deixa de ser eletricamente neutro e se transforma em um íon.Se um átomo ganha elétrons,

fica com excesso de carga negativa, ou seja, se

transforma em um Íon Ânion.

Se um átomo perde elétrons, fica com falta de carga negativa, ou seja, se

transforma, se transforma em um Íon Cátion.

ÍONS

Cl3717

20 nêutrons

17 prótons17 elétrons

20 nêutrons

17 prótons18 elétrons

Al2713 Al3+ 2713

14 nêutrons

13 prótons

13 elétrons

14 nêutrons

13 prótons

10 elétrons

IsóbarosIsótopo

sIsótono

sIsoeletrônicos

A2010 B20

9Quando dois ou mais átomos possuem o mesmo número de massa e diferentes números de prótons e nêutrons chamamos estes átomos de ISÓBAROS.

C126 D13

6Quando dois ou mais átomos possuem o mesmo número de prótons e diferentes números de massa e nêutrons chamamos estes átomos deISÓTOPOS.

G-199 H3+27

13

Quando átomo de elementos químicos diferentes possuem o mesmo número de elétrons são chamados de ISOELETRÔNICOS.

9 + 1 = 10 elétrons 13 - 3 = 10 elétrons

E3919 F40

20

Quando dois ou mais átomos possuem o mesmo número de nêutrons e diferentes números de prótons e massa chamamos estes átomos de ISÓTONOS.

20N 20N


NIELS BOHR

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, ou seja, sem emitirem

nem absorverem energia.

MODELO ATÔMICO DE BOHR - 1913


2º POSTULADO: Fornecendo energia (quantum) a um átomo, um ou mais elétrons a absorvem

e saltam para níveis mais afastados do núcleo (mais

energéticos). Ao voltarem ás suas órbitas originais, devolvem a energia absorvida em forma de ondas eletromagnéticas.

MODELO ATÔMICO DE BOHR - 1913

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 saltandoda quinta para a segunda órbita

A linha violeta mais brilhante no espectro atômico é causada por elétrons saltandoda sexta para a segunda órbita.


MODELO ATÔMICO DE SOMMERFELD – (1916)

Sommerfeld aperfeiçoou o modelo de BOHR, incluindo órbitas elípticas para o elétron, que teriam energias diferentes graças ao tipo de órbita descrita. Os elétrons distribuem-se na eletrosfera em níveis e subníveis.

Na prática para um determinado nível de energia apenas 4 subníveis são ocupados por elétrons:

s(sharp) p(principal) d(diffuse) f(fundamental)s(sharp) p(principal) d(diffuse) f(fundamental)

a ordem crescente de energia dos seus subníveis e o número máximo de elétrons estabelecidas por experiências é:

s=2; p=6; d=10; f=14s=2; p=6; d=10; f=14


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

+ 2e- 2e- 6e- 2e- 6e- 10e- 2e- 6e- 10e- 14e-

ss

LL MM NN

n=1n=1 n=2n=2 n=3n=3 n=4n=4

KK

ss pp ss sspp dd dd ffpp


SubníveisSubníveis

1s1s22 2s2s22 2p 2p66

3s3s2 2 3p3p66 3d 3d1010

4s4s2 2 4p4p66 4d 4d10 10 4f4f1414

5s5s2 2 5p5p66 5d 5d10 10 4f4f1414

6s6s2 2 6p6p66 6d 6d1010

7s7s2 2 7p7p66

Distribuição EletrônicaDistribuição EletrônicaDiagrama de PaulingDiagrama de Pauling

CamadasCamadas

KKLLMMNNOOPPQQ

Nº de Nº de e-e-

2288181832323232181888

NíveisNíveis

1 1 2 2 3344556677


1s1s22

2s2s22 2p 2p66

3s3s2 2 3p3p66

1s1s22

2s2s22 2p 2p66

3s3s2 2 3p3p66 3d 3d88

4s4s2 2

Distribuição EletrônicaDistribuição EletrônicaPra fazermos a distribuição eletrônica de um átomo devemosconhecer o seu número de elétrons e assim distribuí-los emordem crescente de energia

Átomos Neutros

28Ni

Íons

20Ca2+


Modelo Atual: OrbitaisModelo Atual: Orbitais(1924) Princípio da Dualidade ou de BROGLIE: a todo elétron em movimento está associada uma onda característica. Assim o elétron obedeceria às leis dos fenômenos ondulatórios (como Luz e Som), tendo um comportamento:

PARTÍCULA – Provado Por EinsteinONDA – Provado por Maxwell

(1926) Princípio da Incerteza ou de HEISENBERG: Não é possível calcular a posição e a velocidade de um elétron, em um determinado instante.


orbital s (esférico) orbitais p (forma de halteres)

Modelo Atual: OrbitaisModelo Atual: Orbitais(1926) Schrödinger

Devida a impossibilidade de determinar a posição dos elétrons ele criou a idéia do:

ORBITAL que é a região do espaço em torno do núcleo em que há a maior probabilidade de se encontrar o elétron.


Números QuânticosNúmeros QuânticosSchrödinger propôs que cada elétron em um átomo tem um conjunto de 4 números quânticos capazes de calcular a energia e a forma dos orbitais eletrônico, dos quais veremos dois:

Número Quântico Principal(n): indica o nível eletrônico de um dado elétron. O qual assume os valores inteiros:

n = 1, 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 ,.... K, L , M , N , O, P, Q ,...

Número Quântico Secundário(ℓ): indica o subnível eletrônico de determinado elétron. O qual assume os valores inteiros:

Subnível s p d fNº QuânticoSecundário 0 1 2 3

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