Unidade 3 Classificação dos materiais Professora Paula Melo Silva

Unidade 3 Classificação dos materiais 3.1. Estrutura e constituição dos átomos Professora Paula Melo Silva

Saudações jovens cientistas Saudações jovens cientistas! Aqui estou eu, o vosso cientista Diabólico, para vos ajudar no estudo químico! Para começarmos temos que recordar alguns conceitos… Ainda se recordam da estrutura que compõe toda a matéria? Muito bem! A matéria é constituída por átomos! Mas a descoberta da constituição da matéria e do modelo atómico foi um processo lento que se deveu a vários cientistas! Vamos recordar essa caminhada!

Vamos ver um vídeo do meus colegas do Crash Course sobre a evolução do modelo atómico!

Atomismo (Século V a.C) A ideia que a matéria era constituída por pequeníssimos corpúsculos. Demócrito e Leucipo eram os seus principais defensores O corpúsculo foi designado Átomo, que significa sem divisão.

Modelo atómico de Dalton (1803) Designado por modelo da esfera maciça Cada átomo era uma porção esférica de matéria mal definida. Os compostos eram associações de átomos de elementos diferentes.

Em 1897 Thomson descobriu o eletrão. Modelo atómico de Thomson (1904) Também designado de modelo do bolo de passas. Em 1897 Thomson descobriu o eletrão. O átomo era uma esfera de carga positiva, uniformemente distribuída, onde estavam mergulhadas pequeninas esferas de carga negativa (os eletrões)

Modelo atómico de Rutherford (1911) Também designado modelo planetário do átomo A experiência de Rutherford com partículas alfa colocou o modelo de Thomson à prova. O átomo tem tinha duas zonas: o núcleo e a nuvem eletrónica. O núcleo era positivo e muito denso. Os eletrões moviam-se à volta do núcleo.

Niels adotou o modelo planetário do átomo mas fez dois postulados: Modelo atómico de Bohr Niels adotou o modelo planetário do átomo mas fez dois postulados: Os eletrões moviam-se em redor do núcleo em órbitas circulares; Os eletrões tinham energia quantizada que era traduzida pelo raio da sua órbita.

Modelo da Nuvem eletrónica (Atual) Schrondinger De Broglie Heinsenberg

Modelo da nuvem eletrónica Cada átomo tem duas zonas: o núcleo e a nuvem eletrónica. O núcleo é muito menor que a nuvem eletrónica mas possui mais massa do que a nuvem. O núcleo contém os protões e os neutrões e tem carga positiva. A nuvem eletrónica possui os eletrões e tem carga negativa. O átomo é eletricamente neutro. Depois de recordamos a evolução do modelo atómico convém relembrarmos o que sabemos sobre o átomo hoje, o que defende o modelo da nuvem eletrónica!

Modelo da nuvem eletrónica Os eletrões têm carga negativa e têm muito menos massa que os nucleões (protões e neutrões). Os eletrões não têm orbitas mas sim orbitais – zonas do espaço onde é mais provável encontrar o eletrão. Os eletrões têm energia quantizada no átomo, ou seja, estão organizados por níveis de energia níveis esses que só podem tomar determinados valores de energia.

Para tentar mostrar um pouco mais do modelo atómico da nuvem eletrónica vamos agora escutar um colega meu que nos vai falar do tamanho do átomo!

Unidade 3 Classificação dos materiais 3.2. Tamanho e massa dos átomos Professora Paula Melo Silva

Mas será que todos os átomos são iguais Mas será que todos os átomos são iguais? O que sabem sobre o assunto jovens cientistas? Os átomos diferem no número de partículas subatómicas que possuem! O número de protões presentes no núcleo do átomo define a que elemento pertence! Recordem-se que os elementos são representados por um símbolo químico e que estão organizados na Tabela Periódica dos Elementos!

Metais Não Metais 7 Períodos 18 Grupos

Os iões! Vamos recordar a sua representação! Jovens cientistas e ainda se recordam de como se chama a espécie química formada quando um átomo ganha ou perde eletrões? Os iões! Vamos recordar a sua representação!

X carga Catião Ião de carga positiva Perdeu eletrões (deficiência em eletrões) Anião Ião de carga negativa Ganhou eletrões (excesso de eletrões)

Vamos testar os vossos conhecimentos na simulação de construção de um átomo!

Mas como poderemos medir a massa de algo infinitamente pequeno? Devido à sua diferente constituição os átomos de elementos diferentes têm, em regra, massa diferente. Mas como poderemos medir a massa de algo infinitamente pequeno? Conhecemos a massa dos átomos por métodos indiretos! Comparamos os átomos uns com os outros: massa atómica relativa!

Claro que dará jeito comparar com o átomo mais simples de todos: o Hidrogénio! Mas atualmente a massa atómica relativa é calculada tendo por base 1/12 do átomo de carbono-12.

Qual será a massa relativa de um ião sódio Na+? Como a massa dos eletrões é desprezável comparada com a dos neutrões e protões podemos dizer que a massa atómica relativa do ião sódio é aproximadamente igual à massa do átomo do sódio.

Jovens cientistas observem a imagem e identifiquem qual ou quais os elementos químicos usando a tabela periódica! A amarelo temos os protões e a laranjas os neutrões. Muito bem! São todos átomos de hidrogénio mas com número diferente de neutrões!

Isótopos Átomos diferentes do mesmo elemento químico. Átomos que possuem o mesmo número atómico mas diferente número de massa. Os isótopos têm propriedades químicas idênticas. A maioria dos elementos químicos possui dois ou mais isótopos mas nem todos são estáveis. A massa atómica relativa de um elemento tem em conta a abundância e a massa de cada um dos isótopos desse elemento.

Vamos testar os vossos conhecimentos na simulação de isótopos e massa atómica!

Unidade 3 Classificação dos materiais 3.3. Níveis de energia e distribuição eletrónica Professora Paula Melo Silva

Jovens cientistas vamos agora explorar um pouco mais a nuvem eletrónica e os eletrões! Já vimos que os eletrões são definidos pelo seu nível de energia e pela sua orbital. Vamos agora aprender como eles se encontram distribuídos pelos níveis de energia. A distribuição dos eletrões pelos níveis têm regras e os eletrões do último nível são designados por eletrões de valência.

Os eletrões distribuem-se por ordem crescente de energia Cada nível de energia tem “capacidade máxima” diferente. O último nível (seja ele qual for) só pode levar no máximo 8 eletrões.

Eletrões do último nível de energia Deve-se a eles: O tamanho do átomo Eletrões de valência Eletrões do último nível de energia Deve-se a eles: O tamanho do átomo A interação do átomo com outros O comportamento químico do elemento

Muito bem jovens cientistas Muito bem jovens cientistas! Já vimos que a massa de um átomo e do seu ião atómico é aproximadamente igual. Será que o seu tamanho também será? O tamanho será diferente! O catião é menor que o átomo correspondente e o anião é maior! Neste caso o eletrão está na nuvem eletrónica que é a zona do átomo responsável pelo seu tamanho!