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MODELOS ATÔMICOS Prof. Andréa Vamos falar sobre:  A evolução do modelo para o átomo;  Cientistas importantes para esse estudo;  Dalton, Thomson, Rutherford.

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2 MODELOS ATÔMICOS Prof. Andréa

3 Vamos falar sobre:  A evolução do modelo para o átomo;  Cientistas importantes para esse estudo;  Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr;  Experimentos realizados para obter as conclusões mais importantes.

4 Modelos Atômicos  Modelo mais familiar.  Modelo de Bohr.  núcleo é orbitado por elétrons em diferentes níveis de energia.

5 O Início...  O modelo para explicação do átomo evoluiu com o passar do tempo.  Em 400 a.C. era parecido com uma bola de bilhar.

6 Democritus  Filósofo grego anos atrás.  A matéria pode ser dividida indefinidamente ou há um limite? 400 a.C. Átomo Este último pedaço é indivisível

7 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;

8 Porém... Sua teoria foi ignorada por mais de 2000 anos !!!! Sua teoria foi ignorada por mais de 2000 anos !!!!

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10 Modelo de Dalton  John Dalton - experimentos de Lavoisier - pensar sobre a existência dos átomos.  Átomos não sofrem alteração durante uma reação.  Massa de um composto é a soma das massas dos átomos.

11 A Teoria de Dalton  Os elementos são compostos por átomos e átomos são partículas esféricas, indivisíveis e indestrutíveis.  Átomos do mesmo elemento são absolutamente iguais.  Átomos de elementos diferentes são diferentes. Bola de Bilhar

12 Apesar de conter muitos erros, esse modelo foi um marco para a Química, pois conseguia explicar quase todos os fenômenos físicos e Químicos da época.

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14 Modelo de Thomson:  J.J. Thomson primeiro cientista – provou - átomo era formado por partículas e que possuia natureza elétrica.

15 Experimento 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.

16 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

17 Modelo de Thomson Pudim 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.

18 A descoberta da segunda partícula subatômica: o próton Goldstein - neozelandês, estudou com Thomson.

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20 Experimento de Rutherford Rutherford fez um experimento usando uma fina lâmina de ouro e cargas positivas (partículas alfa Rutherford fez um experimento usando uma fina lâmina de ouro e cargas positivas (partículas alfa). Modelo de Rutherford:

21 Ocorrido  A maior parte das partículas passa direto pela lâmina de ouro (A).  Algumas eram rebatidas como se tocassem em algo sólido, levando Ruherford à conclusão de que uma parte do átomo é positiva (C).

22 finíssima lâmina de ouro (0,001cm)

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24 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

25 ObservaçõesConclusões 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:

26 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

27  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

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29 modelo de Rutherford era incompatível com algumas das teorias da Física uma partícula carregada movendo em uma trajetória circular deve perder energia

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

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

32 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 K L M N O P Q ) ) ) ) ) ) ) Núcleo Eletrosfera

33 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). 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). ) ) ) Fóton

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36 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:

37 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.

38 O Modelo de Onda O Modelo Atômico Atual  É baseado no princípio de ondas mecânicas, onde os elétrons não se movem em algum local definido.

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

40 A Nuvem de Elétrons  É um espaço no qual os elétrons são facilmente encontrados.  Os elétrons movimentam-se próximo ao núcleo bilhões de vezes por segundo.

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42 Indivisibili dade ElétronNúcleoÓrbita Nuvem de elétrons Demócrito X Dalton X Thomson X Rutherford X X Bohr X X X Onda X X X

43 CONCLUINDO... PARTÍCULAREGIÃOCARGAMASSA PRÓTONNÚCLEOPOSITIVA1 NÊUTRONNÚCLEONULA1 ELÉTRON ELETROSFE RA NEGATIVA 1  1836

44 (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 Resolução São falsas as afirmações 01 e 04. Os átomos podem ser fragmentados em partículas menores. Os elétrons possuem carga negativa.

45 (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.

46 (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/Bohr Resolução:A alternativa correta é a e.

47 (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.

48 (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 eletrosfera Alternativa b.

49 Informações Sobre o Átomo Número Atômico (Z): é o número de prótons (p) no núcleo do átomo. z = p = e z = p = e Número de Massa (A): é a soma do número de prótons com o de nêutrons no núcleo atômico. A = p + n p = A – n n = A - p

50 Notação Química do Átomo: • Número Atômico (Z): n° prótons (p) • Número de Massa (A): A = p + n zXAzXA N° de massa Símbolo do elemento N° atômico

51 Observe: Na Na Este átomo de sódio tem: Este átomo de sódio tem: 11 prótons 11 prótons 11 elétrons 11 elétrons 12 nêutrons (= 23 – 11) 12 nêutrons (= 23 – 11) 11 23

52 Um Exercício:  (UFRGS) Um átomo de cálcio tem massa 40. Informe quantos prótons, elétrons e nêutrons há no núcleo deste átomo.  A = 40  Z = 20  No núcleo: prótons: 20 nêutrons: 20 nêutrons: 20 elétrons: zerinho elétrons: zerinho


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