ESTRUTURA ATÔMICA Prof.: Renê Machado

COMPOSIÇÃO DA MATÉRIA - OS ÁTOMOS Toda matéria é constituída de minúsculas partículas, denominadas Átomos. Este pensamento foi introduzido por filósofos da antiguidade como Demócrito, Lucrécio e outros, muitos anos antes de Cristo. Eles imaginavam que uma matéria qualquer como, por exemplo, uma barra de ferro podia ser dividida ao meio. Cada uma dessas partes poderia novamente ser dividida em duas outras. Continuando com esse processo de subdivisão da matéria era de se esperar obter uma partícula tão pequena, que não mais pudesse ser dividida. A esta menor partícula da matéria deram o nome de átomo. A palavra átomo tem origem grega e significa "indivisível".

ELEMENTOS QUÍMICOS - SÍMBOLOS Toda matéria é, pois, constituída de pequenas partículas, os átomos. Atualmente são conhecidos cerca de 114 diferentes tipos de átomos, sendo que cada um desses tipos representa um elemento químico. Os elementos químicos são representados abreviadamente por meio de símbolos.

Principais Elementos Químicos e seus Símbolos Alumínio - A Arsênio - As Argônio - Ar Astato - At Antimônio - Sb Boro - B Bário - Ba Berilio - Be Bismuto - Bi Bramo - Br Carbono - C Cálcio - Ca Cloro - C Cobre - Cu Chumbo - Pb Cromo - Cr Césio - Cs Criptônio - Kr Cádmio - Cd Cobalto - Co Nitrogênio - N Níquel - Ni Neônio - Ne Oxigênio - O Ouro - Au Prata - Ag Platina – pt Polônio - Po Potássio – K Rádio - Ra Radônio - Rn Rubídio - Rb Silício - Si Selênio - Se Telúrio - Te Tungstênio - W Urânio - U Vanádio – V Xenônio - Xe Zinco - Zn Zircônio - Zr Cádmio - Cd Cobalto - Co Enxofre - S Estanho - Sn Estrôncio - Sr Flúor - F Frãncio - Fr Ferro - Fe Fósforo - P Germãnio - Ge Hidrogênio - H Hélio – He Iodo – I Lítio - Li Magnésio - Mg Manganês - Mn Mercúrio - Hg

SÍMBOLO com uma só letra: deve ser MAIÚSCULA SÍMBOLO com 2 letras: a 1ª deve ser MAIÚSCULA, a 2ª MINÚSCULA

Os símbolos desses principais elementos químicos devem ser memorizados a partir deste instante, pois os mesmos aparecerão freqüentemente durante o ano. Os símbolos dos demais elementos, por serem menos importantes, não se toma necessário memorizá-los. Alguns símbolos são bastante diferentes do nome em Português, por serem derivados do Latim: Antimônio - Sb (Stibium) Estanho - Sn (Stannum) Enxofre - S (Sulfur) Chumbo - Pb (Plumbum) Cobre - Cu (Cuprum) Criptônio - Kr (Kryptonium) Fósforo - P (Phosphorum) Mercúrio - Hg (Hydrargyrum) Ouro - Au (Aurum) Potássio - K (Kalium) Prata - Ag (Argentum) Sódio - Na (Natríum)

PRÓTONS NÊUTRONS ELÉTRONS PARTÍCULAS DO ÁTOMO O átomo é constituído de duas regiões, o núcleo e a eletrosfera. O núcleo, parte central do átomo, é constituído de prótons e nêutrons. Na eletrosfera, região ao redor do núcleo, encontram-se os elétrons.   O átomo é, pois, formado de: PRÓTONS NÊUTRONS ELÉTRONS  No NÚCLEO: PRÓTONS + NÊUTRONS Na ELETROSFERA: ELÉTRONS

A massa do elétron é desprezível quando comparada com a massa de um próton ou nêutron, sendo cerca de 1840 vezes menor. Podemos assim afirmar que a massa do átomo está praticamente concentrada em seu núcleo.   PRÓTONS: Possuem carga elétrica POSITIVA(+). ELÉTRONS: Possuem carga elétrica NEGATIVA(-). NÊUTRONS: São partículas sem carga elétrica.

Resumindo, tem-se: Partícula Massa relativa Carga elétrica PRÓTONS 1 +1 ELÉTRON - 1 NÊUTRON O Pela tabela acima, conclui -se que:   a) A massa de um próton é praticamente igual à de um nêutron. b) O elétron tem massa praticamente nula, em relação ao próton ou nêutron (cerca de 1840 vezes menor). c) A carga elétrica de um próton é numericamente igual à carga elétrica de um elétron. d) O nêutron não possui carga elétrica. Observação: O átomo é constituído por outros tipos de partículas como anti-próton, pósitron, méson, etc.

NÚMERO ATÔMICO (Z) Z = PRÓTONS É o NÚMERO DE PRÓTONS existentes no núcleo de um átomo. Z = PRÓTONS

É a soma dos PRÓTONS e NÊUTRONS que constituem o núcleo do átomo. NÚMERO DE MASSA (A) É a soma dos PRÓTONS e NÊUTRONS que constituem o núcleo do átomo. A=Z+N Z=A-N N=A-Z

Exemplo 1:     Um átomo possui 56 prótons, 56 elétrons e 81 nêutrons. Qual é o seu número atômico e o seu número de massa? Resolução: Número atômico (Z) é simplesmente o número de prótons do átomo; logo, Z=56. Número de massa é a soma de prótons e nêutrons, ou seja, A=Z+N, logo: A=56+81 A = 137.

Exemplo 2: Resolução: A=112; N=64; Z=? Z= A - N Z = 112 - 64 Z = 48    Um átomo possui número de massa 112 e 64nêutrons. Determine o seu número de prótons.   Resolução: A=112; N=64; Z=? Z= A - N Z = 112 - 64 Z = 48 Resp.: 48 prótons

É importante saber que:   Para cada elemento químico só existe um único valor do número atômico. Elemento químico é o conjunto de átomos com o mesmo número atômico.

ÁTOMO NEUTRO, CÁTION E ÂNION Átomo neutro é todo átomo que possui prótons e elétrons em igualdade. ÁTOMO NEUTRO: Nº de PRÓTONS = Nº de ELÉTRONS

CÁTION: Nº de PRÓTONS > Nº de ELÉTRONS Cátion ou íon positivo é todo átomo que perdeu elétrons. CÁTION: Nº de PRÓTONS > Nº de ELÉTRONS

Ânion ou íon negativo é todo átomo que ganhou elétrons. ÂNION: Nº de PRÓTONS < Nº de ELÉTRONS

REPRESENTAÇÃO DE UM ÁTOMO COM SEU NÚMERO ATÔMICO E NÚMERO DE MASSA: ou X = átomo qualquer

Exemplos:   : Átomo neutro de sódio, com número atômico 11 e número de massa 23. : Cátion ouro de carga +3, número atômico 79 e número de massa 197. : Ãnion enxofre de carga -2, número atômico 16 e número de massa 32.

SEMELHANÇAS ATÔMICAS ISÓTOPOS: São átomos de mesmo número atômico (Prótons) e diferentes números de massa.    Os isótopos são átomos diferentes de um mesmo elemento químico. Por serem átomos de um mesmo elemento químico, os isótopos possuem propriedades químicas semelhantes. “Z” iguais “A” diferentes

Exemplos: Isótopos do hidrogênio. ; e (hidrogênio leve ou prótio, deutério e trítio, respectivamente) Observe que o hidrogênio leve é o único átomo que não possui nêutron no núcleo. Os únicos isótopos que recebem nomes especiais são os isótopos do hidrogênio.    Isótopos do oxigênio: , e  Isótopos do carbono:    , e

ISÓBAROS:   São átomos de mesmo número de massa (A) e diferentes números atômicos.  "A" iguais "Z" diferentes Exemplos:   e Observe que os isóbaros são átomos de elementos químicos diferentes.

lSÓTONOS: "A" diferentes “Z" diferentes   São átomos de mesmo número de NÊUTRONS, diferentes números atômicos e diferentes números de massa. "N" iguais "A" diferentes “Z" diferentes Exemplos:   e

“Z" diferentes ISOELETRÔNICOS:   ISOELETRÔNICOS: São espécies químicas que de mesmo número de elétrons e diferentes números atômicos. Exemplos: , e “e– " iguais “Z" diferentes

EXERCÍCIOS 1) O átomo A é isóbaro do átomo X e é isótono de Y. Sabendo-se que os átomos são neutros e que X possui 19 elétrons e 20 nêutrons e Y tem 16 prótons e 2 nêutrons a mais que X, pede-se:   a) nº de massa de X; b) nº de massa de Y; c) nº atômico de A; d) nº atômico de X.

2) Sobre três átomos neutros A, B e C sabe-se que: A e C são isótopos; B e C são isóbaros; A e B são isótonos; A tem 30 prótons e número de massa 62 e C tem 22 partículas sem carga. Represente esses átomos.

3) A respeito dos átomos A, B e C, sabemos que: o número de massa de A é 55, A e B são isótopos, A e C são isótonos, B e C são isóbaros, a soma dos números de prótons de A, B e C é 79 e a soma dos números de nêutrons de A, B e C é 88. Com base nesses dados, descubra os números atômicos e os números de massa desses átomos.