1 Massa e tamanho dos átomos Subdomínio.

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1 1 Massa e tamanho dos átomos Subdomínio

2 1.2 Dimensões à escala atómica

3 A microscopia eletrónica de varrimento tem permitido observar
e concluir sobre a constituição dos materiais à nossa volta. Fuligem. Menor partícula: 60 nm. Maior partícula: 130 nm. Bebida achocolatada. Menor partícula: 300 nm. Maior partícula: 60 µm. Pó de talco. Menor partícula: 500 nm. Maior partícula: 10 µm. Açúcar refinado. Menor partícula: 400 nm. Maior partícula: 2 µm. Amido de milho. Menor partícula: 2 nm. Maior partícula: 10 µm.

4 A microscopia eletrónica de transmissão permite observar,
embora com pouca nitidez, moléculas grandes. Estrutura da grafite. Utiliza-se um feixe de eletrões para bombardear a amostra, o que pode danificar as moléculas e desfocar a imagem.

5 A microscopia de varrimento com efeito de túnel (STM)
permite observar a estrutura básica da matéria. Imagens do ADN. Imagens da estrutura do silício. O microscópio possui uma agulha com a espessura de um átomo. Essa agulha percorre a amostra, sempre a uma distância entre 5 e 10 Å. Quando a agulha passa sobre um átomo, a corrente elétrica aumenta. Quando a agulha passa por uma lacuna, a corrente elétrica diminui. agulha A ligação do circuito ao ecrã de um computador permite visualizar a estrutura da matéria.

6 O STM permite, além de observar a estrutura da matéria,
manipular os átomos um a um. Em 1989, uma empresa de informática utilizou o STM para depositar 35 átomos de xénon (Xe) sobre uma superfície: As letras I, B e M escritas com 35 átomos de xénon (Xe).

7 intitulado A Boy and His Atom: The World’s Smallest Movie.
Em 2013, a mesma empresa publicou um filme de animação obtido a partir da manipulação de átomos sobre uma superfície, intitulado A Boy and His Atom: The World’s Smallest Movie. A Boy and His Atom: The World’s Smallest Movie. (Clique na imagem para ver no Youtube.)

8 Estes grandes avanços na observação e manipulação da matéria levaram à criação de uma nova área da ciência, a nanotecnologia. A nanotecnologia estuda e manipula a matéria na zona de tamanhos da ordem dos nanómetros. Procura criar novos materiais e processos com características funcionais diferentes dos materiais comuns.

9 A nanotecnologia apresenta um conjunto
de aplicações muito diversificadas: NANOTECNOLOGIA Teste de ADN Conservação de alimentos Dessalinização da água Sensor de luz Identificação de animais de estimação Nanorrobôs

10 Atualmente, as aplicações da nanotecnologia podem
ser enquadradas em três segmentos: NANOTECNOLOGIA Nanoeletrónica Nanobiotecnologia Nanomateriais Desenvolvimento em microeletrónica e miniaturização dos circuitos que permitem a manipulação de grandes quantidades de informação, bem como de elevadas velocidades de processamento. Desenvolvimento de materiais biocompatíveis que permitem implementar novas técnicas de diagnóstico precoce e tratamento de doenças. Controlo da morfologia, à dimensão nanométrica, de substâncias ou partículas para produzir materiais nanoestruturados, o que tem um grande interesse nas indústrias automóvel, aeronáutica e espacial.

11 Considera-se que a semente que deu origem à nanotecnologia
foi uma palestra de Richard Feynman proferida em 1959. Richard Feynman ( ) Físico americano e prémio Nobel da Física em 1965, que lançou a semente para a criação da nanotecnologia. Nesta palestra, intitulada «Há muito espaço lá em baixo», Feynman fazia referência a: «manipular e controlar coisas à escala atómica»; «arranjar os átomos da maneira que queremos». Feynman acreditava que o átomo é a base de tudo o que existe no Universo.

12 O átomo é eletricamente neutro.
A teoria atómica atualmente aceite considera que o átomo é constituído por: uma zona central, o núcleo, com protões e neutrões; eletrões em movimento em torno do núcleo (nuvem eletrónica). Núcleo Protões carga positiva (+1) Neutrões carga neutra (0) Nuvem eletrónica Eletrões carga negativa (-1) Num átomo, o número de eletrões e protões é igual. O átomo é eletricamente neutro.

13 Atualmente estão identificados 118 átomos
de elementos químicos diferentes. O que permite distinguir todos estes elementos é o número de protões existentes no núcleo do respetivo átomo. Ao número de protões dá-se o nome de número atómico (Z). Elemento químico Número atómico (Z) Número de protões Hidrogénio (H) 1 Lítio (Li) 3 Sódio (Na) 11 Número atómico (Z) = número de protões Magnésio (Mg) 12 Prata (Ag) 47 Ouro (Au) 79

14 Ao conjunto de todas as partículas existentes no núcleo de um átomo (protões e neutrões), dá-se o nome de número de massa (A) Número de massa (A) = número de protões + número de neutrões A representação simbólica de um átomo faz-se da seguinte forma: X A Z Número de massa Símbolo químico do elemento Número atómico

15 Isótopos

16 Existem, por exemplo, duas variedades estáveis de átomos de lítio:
Quando dois átomos do mesmo elemento apresentam um número de neutrões diferente, diz-se que são isótopos. Existem, por exemplo, duas variedades estáveis de átomos de lítio: Li 6 3 Li 7 3 e Número de neutrões  3 Número de neutrões  4 Número de protões  3 Número de protões  3 Estes dois átomos são do mesmo elemento, pois têm o mesmo número de protões, mas apresentam diferente número de neutrões.

17 Quando dois átomos do mesmo elemento apresentam um número de neutrões diferente, diz-se que são isótopos. Existem, por exemplo, duas variedades estáveis de átomos de lítio: 6 Li 7 Li e 3 3 Número de neutrões  3 Número de neutrões  4 Número de protões  3 Número de protões  3 Os dois átomos são isótopos do mesmo elemento.

18 O O O U U U O oxigénio apresenta três isótopos estáveis:
16 8 Número de protões  8 Número de neutrões  8 O 17 8 Número de protões  8 Número de neutrões  9 O 18 8 Número de protões  8 Número de neutrões  10 O urânio também apresenta três isótopos estáveis: U 234 92 Número de protões  92 Número de neutrões  234 U 235 92 Número de protões  92 Número de neutrões  235 U 238 92 Número de protões  92 Número de neutrões  238

19 A nanotecnologia é a área da Ciência que se dedica à
manipulação da matéria à escala atómica e molecular. Os átomos dos diferentes elementos químicos distinguem-se pelo número de protões no núcleo  número atómico (Z). Átomos que apresentam o mesmo número de protões mas diferente número de neutrões dizem-se isótopos. Atividade interativa