ESTRUTURA ATÔMICA

A EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS

Demócrito

Átomo Demócrito (460 – 370

A.C.)

Defendeu a idéia de que a matéria era composta por pequeníssimas partículas.

Modelo baseado apenas na intuição e na lógica.

Modelo proposto por Demócrito:

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;

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:

Dalton (1807)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 1807, o seu modelo atômico.

O átomo era uma esfera rígida e indivisível (modelo da Bola de Bilhar)

Os átomos do mesmo elemento são iguais entre si – têm a mesma massa

Modelo proposto por Dalton:

A descoberta da primeira partícula subatômica: o

elétron

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

Em 1897 Thomson propõe novo modelo:Ao estudar as descargas no interior deste

aparelho, Thomson, descobriu o elétron.

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.

Observava-se uma fluorescência esverdeada devido à existência de partículas de carga negativa que saem dos átomos do cátodo.

Elétrons (partículas com carga elétrica

negativa)

Esfera com carga elétrica positiva

Modelo proposto por Thomson (1904):

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.

Modelo de Pudim de Passas

A descoberta da segunda partícula subatômica: o próton

Ernest Rutherford(1871 - 1937)

Cientista neozelandês, estudou com J.J. Thomson.

Em 1908 realizou uma experiência que lhe permitiu propor um novo modelo atômico.

Experiência de Rutherford

Para verificar se os átomos eram maciço,Rutherford bombadeou uma finíssima lâmina de ouro(0,001cm) com particulas alfa(α) positiva,emitidas por um material radioativo.

As observações feitas durante o experimento levaram Rutheford a tirar uma série de conclusões:

Experiência de Rutherford

As observações feitas durante o experimento levaram Rutheford a tirar uma série de conclusões:

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).

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.

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Experiência de Rutherford

Resultados da experiência de RutherfordPartículas α

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

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 próton

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

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

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

entre os prótons (maior estabilidade no núcleo)

A descoberta da terceira partícula subatômica: o nêutron

Velódromo: o ciclista pode ocupar qualquer parte da pista.

O modelo atômico planetário: elétrons

giram ao redor do núcleo, podendo ocupar qualquer

órbita existente.

Niels 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.

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

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

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

2º Postulado: Fornecendo energia (térmica, elétrica,...) 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 luz (fóton).

LUZÉ uma onda eletromagnética que se propaga no vácuo e possui é um perturbações oscilantes dentro do campo visível do olho humano.

Exemplos:

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

v = . f

v: velocidade: comprimento de ondaf: freqüência

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:

Espectro da Luz

O ESPECTRO DISCRETO - Emissão

n = 3

n = 2

n = 1

Um elétron que ganha energia e se encontra em um nível de energia

n = 3. Ele emite uma onda eletromagnética, perdendo energia e

volta para o nível n = 1.

h

EE 13

Esta onda não tem uma freqüência qualquer, mas

n = 3

n = 2

n = 1

Devido aos diferentes níveis de energia, há possibilidades de diferentes transições. Assim, o elétron pode saltar de n = 3 direto para n = 1, ou ir de n = 3 para n = 2 e depois de n = 2 para n = 1.

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

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.

(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) 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.

(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 e.

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

falsa:

a) A experiência consistiu em bombardear películas metálicas delgadas

com partículas alfa.

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

repulsão exercida pelo núcleo positivo do metal.

c) Observando o espalhamento das partículas alfa, Rutherford concluiu

que o átomo tem densidade uniforme.

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

relativo.

e) Rutherford sabia antecipadamente que as partículas alfa eram

carregadas positivamente.A alternativa falsa é a c.

(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.