Professores: Tiago Albuquerque Momento Sheldon Estrutura … · 2019-06-12 · b) Seu modelo atômico era semelhante a uma bola de bilhar. c) Seu modelo atômico era semelhante a

Professores:Tiago Albuquerque

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Estrutura atômica

Momento Sheldon

Slide produzido e idealizado originalmente por Alinne BorgesEditado posteriormente por Tiago Quick

Teoria atômica Agora

1808

1850

1897

1904

1911

1922

1932

1904

1911

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Á – TO MO Não divisível

Demócrito e Leucipohá mais de 2500 anos atrás


Olha essa reação:

John Daltonem 1808


Ei... Descobri o elétron!!

J. J. Thomsomem 1897

Aristóteles compartilhou afoto de Teoria atômica



Alguém tem uma folha de ouro que possa me emprestar??

Ernest RutherfordEm 1911


Niels Bohr compartilhou afoto de Teoria atômica

*Clique no perfil dos cientistas para visualizar a teoria ou nos anos (à direta na tela) para visualizar a evolução.

Início

Tales de Mileto624 a.C.-546 a.C.O pensador pré-socrático foi o primeiro a defender a unificação da matéria: “Tudo é feito de uma única substância, a água”. Estava errado, mas sua afirmação deu início ao sonho unificador da ciência

Demócrito460 a.C.- 370 a.C.Argumentava que se um pedaço de matéria fosse dividido em pedaços cada vez menores, chegar-se-ía, no final, a uma minúscula partícula que não poderia ser mais dividida, mas que teria as mesmas propriedades. Para denominar essa partícula última indivisível da matéria, ele usou a palavra “átomo” que significa “indivisível”.

Aristóteles384 a.C.-322 a.C.Rejeitou a teoria atômica de Demócrito. Para o maior sábio da Antiguidade, o mundo era composto de quatro elementos: terra, água, ar e fogo. Colocou a Terra no centro da cosmologia de Pitágoras –idéia que perdurou até o século XVI

RAÍZES HISTÓRICAS

EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS

John Dalton Início

John Dalton

John Dalton

O descobridor da teoria atômica nasceu aqui (Inglaterra), em 5 de setembro de 1766 e morreu em 27 de julho de 1844, em Manchester.

Início

John Dalton

DaltonismoO daltonismo é uma perturbação da percepção visual caracterizada pela incapacidade de diferenciar todas ou algumas cores. O distúrbio, que era conhecido desde o século XVIII, recebeu esse nome em homenagem ao químico John Dalton, que foi o primeiro cientista a estudar a anomalia de que ele mesmo era portador.

Início

Você é daltônico?

Quais os números que estão bordados nas almofadas?

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Você é daltônico? Início

Modelo Atômico de John Dalton Início

Modelo Atômico de John Dalton Início

• As ideias de Demócrito permaneceram inalteradaspor aproximadamente 2500 anos.

• Em 1808, Dalton retomou estas ideias sob umanova perspectiva: a experimentação.

• Baseado em reações químicas e pesagensminuciosas, chegou à conclusão de que osátomos realmente existiam e que possuíamalgumas características:

• - Toda matéria é formada por diminutas partículasesféricas, maciças, neutras e indivisíveischamadas átomos.

Modelo Atômico de John Dalton

Modelo da bola de bilhar1. Toda a matéria é feita de átomos. Estes corpos, indivisíveis e

indestrutíveis, constituem as partículas finais da química.2. Todos os átomos de um determinado elemento são idênticos, não

só quanto à massa, mas também quanto às outras propriedades. Átomos de elementos diferentes têm massas diferente e propriedades diferentes.

3. Os compostos de formam pela combinação de duas ou mais espécies diferentes de átomos. Os átomos se combinam na razão de números inteiros pequenos.

4. Os átomos são as unidades das transformações químicas. Uma reação química envolve apenas combinação, separação e rearranjo de átomos. Os átomos não são criados, nem destruídos, nem divididos ou convertidos em outras espécies de átomos durante uma reação química.

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Ampola de Crookes Início

Ampola de CrookesNa década de 1850, com a finalidade de estudar a condução de corrente elétrica em gases a baixas pressões, os cientista alemão Geisler e o inglês Crookesdesenvolveram um dispositivo denominado tubo de raios catódicos.Tubo de gás à vácuo usado por J. J. Thomson em um dos experimentos realizados para descobrir o elétron. Exposto no museu do laboratório Cavendish.

Descoberta do elétron Início

Tubo de raios catódicos(A) Os raios catódicos eram normais à superfície do cátodo e sua direção não dependia

da posição do ânodo na ampola. Colocando um anteparo que interceptava os raios catódicos, notou o aparecimento de sua sombra na parede da ampola, o que evidencia que os raios catódicos se propagam em linha reta.

(B) Interceptando os raios catódicos por meio de um pequeno molinete de mica, Thomson verificou que este entra em movimento de rotação, o que evidencia que os raios catódicos são corpusculares.



Tubo de raios catódicos(A) Os raios catódicos eram normais à

superfície do cátodo e sua direção não dependia da posição do ânodo na ampola. Colocando um anteparo que interceptava os raios catódicos, notou o aparecimento de sua sombra na parede da ampola, o que evidencia que os raios catódicos se propagam em linha reta.

(B) Interceptando os raios catódicos por meio de um pequeno molinete de mica, Thomson verificou que este entra em movimento de rotação, o que evidencia que os raios catódicos são corpusculares.

(A)

(B)

Raios Catódicos Início

Raios catódicosO funcionamento do tubo de um televisor, como o da fotografia ao lado, baseia-se no desvio dos raios catódicos por um campo eletromagnético. Um feixe de raios catódicos é direcionado para uma tela revestida por um material fosforescente, situada na frente do tubo, onde se forma a imagem luminescente.

J. J. Thomson Início

J. J. Thomson

Sir Joseph John Thomson, também conhecido por J. J. Thomson (Manchester, 18 de Dezembro de 1856 —Cambridge, 30 de agosto de 1940) foi um físico britânico que descobriu o elétron.

Descoberta do Elétron Início

Descoberta do elétronEm 1887, J. J. Thomson mostrou que as partículas em raio catódico são carregadas negativamente (chamadas elétrons). Provou a afirmação mostrando que o raio pode ser desviado ao se passar entre placas de metais carregados opostamente em um tubo de Crookes. Seus trabalhos sobre eletricidade e magnetismo permitiram que ele recebesse o prêmio Nobel de Física, em 1906, pela descoberta da primeira partícula subatômica: o elétron.

Desvio de um raio catódico por um campo magnético. Quando um campo magnético é

aplicado, o raio catódico afasta-se da trajetória retilínea normal e segue uma trajetória curva.

Descoberta do Elétron Início

Descoberta do elétronCom a descoberta dos elétrons,

Thomson propôs um modelo de

átomo no qual os elétrons e os

prótons, estariam uniformemente

distribuídos, garantindo o

equilíbrio elétrico entre as cargas

positiva dos prótons e negativa

dos elétrons.

Modelo atômico de J. J. Thomson Início

Modelo atômico de J. J. Thomson Início

Modelo do pudim de passas1. Thomson sugeriu que um átomo

poderia ser uma esfera carregada positivamente na qual alguns elétrons estão inscrustados, e apontou que isto levaria a uma fácil remoção de elétrons dos átomos.

Descoberta do prótonEm 1886 O físico alemão Eugen Goldstein, usando uma aparelhagem semelhante a de Thomson, Observou o aparecimento de um feixe luminoso no sentido oposto ao dos elétrons. Concluiu que os componentes desse feixe deveriam apresentar carga elétrica positiva.Em 1904, o físico neozelandês Ernest Rutherford, ao realizar um experimento com o gás hidrogênio, detectou a presença de pequenas partículas com carga elétrica positiva, as quais ele denominou prótons (p).

Descoberta do próton Início

Modelo atômico de Rutherford Início

Ernest RutherfordConta-se que Rutherford colhia batata na fazenda de seu pai, na Nova Zelândia, e que, ao receber a notícia de aprovação do seu pedido para trabalhar com J. J. Thomson, na Universidade de Cambridge, teria arremessado para longe a enxada e dito: “Esta foi a última batata que arranquei do solo”.



Modelo do sistema planetárioPara Rutherford o átomo é constituído por duas regiões distintas:•Uma região central que contém praticamente toda a massa do átomo e apresenta carga positiva, a qual foi denominada núcleo.•Uma região praticamente sem massa envolvendo o núcleo e que apresenta carga negativa, denominada eletrosfera.Rutherford concluiu que, se o átomo é formado por duas regiões e é descontínuo, a matéria também é descontínua.

Experimento da folha de ouro Início


Experimento da folha de ouroNo experimento, podemos perceber que a maior parte das partículas α atravessa a lâmina com pequena ou nenhuma alteração na sua trajetória e que poucas sofrem desvios.



Modelo Planetário (Sistema Solar)• Possui duas regiões: Núcleo e

Eletrosfera• O núcleo do átomo é denso e tem

carga positiva• Praticamente toda a massa do

átomo se concentra no núcleo• A eletrosfera “é um grande vazio”


Experimento da folha de ouroA experiência foi realizada por dois colaboradores de Rutherford, Hans Geiger e Ernest Marsden e consistiu bombardear uma finíssima lâmina de ouro com partículas α emitidas pelo polônio, um elemento radioativo.


<http://www.youtube.com/watch?v=g31JjD8GY_A&feature=youtube_gdata>

Experimento da folha de ouroNo experimento, podemos perceber que a maior parte das partículas α atravessa a lâmina com pequena ou nenhuma alteração na sua trajetória e que poucas sofrem desvios.


Se no núcleo só tem prótons (partículas de

carga positiva), existiriam forças de repulsão que

provocariam a fragmentação do núcleo.E por que isso não ocorre

Descoberta do nêutron Início

O nêutronRutherford passou a admitir a existência, no núcleo, de partículas com massa semelhante à dos prótons, mas sem carga elétrica. Essas partículas serviriam para diminuir a repulsão entre os prótons, aumentando a estabilidade do núcleo.

A descoberta do nêutronDurante experiências realizadas com material radioativo, em 1932, o físico inglês Chadwick descobriu essas partículas e as denominou nêutrons.

Partículas subatômicas Início

Partículas subatômicas

Partículas Fundamentais

Partícula Próton (p+) Nêutron (nØ) Elétron (e-)

Massa/kg1,673 . 10-27 1,675 . 10-27 9,110 . 10-31

Massa/u (repouso)

1,00728 1,00866 5,48579 . 10-19

Massa Relativa

1 ≈ 1 ≈ 0

Carga/C (coulomb)

+1,602 . 10-19 0 -1,602 . 10-19

Carga Relativa (uec)

+1 0 -1

Identificação e Estrutura Básica do Átomo Início

• Podemos identificar e diferenciar o átomo através do seu Número Atômico (Z) e seu Número de Massa (A).

• Em consequência, temos:

A = Z + nZ = p = e *

* Se o átomo estiver neutro. Caso seja um íon, o número de elétrons será diferente

A - N° de massa

Z – N° atômico

p – N° de prótons

e – N° de Elétrons

n – N° de nêutrons

Identificação e Estrutura Básica do Átomo Início

• Identifique o número atômico,número de massa, número de prótons, elétrons e nêutrons dos elementos a seguir:

a) 3Li7

b) 11Na23

c) 19K39

d) 12Mg24

e) 8O16

f) 9F19

g) 17Cl35

h) 20Ca40

i) 6C12

j) 7N14

k) 35Br80

l) 13Al27

m) 16S32

Exercícios Início

Questão 1Relacione o nome dos cientistas às alternativas a seguir.•Demócrito•Dalton•Thomson•Chadwick•Rutherford

a) É o descobridor do nêutronb) Seu modelo atômico era semelhante a uma bola de bilhar.c) Seu modelo atômico era semelhante a um “pudim de passas”.d) Foi o primeiro a utilizar a palavra átomo.e) Criou um modelo para o átomo semelhante ao sistema solar.

Noções de espectroscopia Início

OndasÉ uma perturbação que se propaga transportando energia, mas não matéria.

Mecânicas São aquelas que, como o som, necessitam de um meio material para se propagar.Não se propagam no vácuo.

EletromagnéticasSão aquelas que não necessitam de um meio material para se propagar. Conseguem se propagar no vácuo.Exemplos: luz, ondas de rádio, de televisão, as micro-ondas, os raios X, gama, infravermelhos e ultravioleta.

Espectro eletromagnético Início

Modelo atômico de Bohr Início

Niels BohrO físico dinamarquês Niels HenrickDavid Bohr trabalhou com J. J.Thomson e com Ernest Rutherford naInglaterra. A sua teoria, proposta em1911, para explicar o modelo atômicode Rutherford em função daquantificação da energia dos elétrons,não foi aceita inicialmente. Suaaceitação ocorreu somente na décadade 1920. Bohr recebeu o prêmioNobel de Física em 1922.


Postulados de Bohr (1ª Parte)

•Em um átomo são permitidas somente algumas órbitascirculares ao elétron, sendo que em cada uma dessas órbitaso elétron apresenta energia constante.

•Um elétron não pode assumir qualquer valor de energia,mas somente determinados valores que correspondem àsórbitas permitidas, tendo assim, determinados níveis deenergia ou camadas energéticas.

•Um elétron, quando localizado em uma dessas órbitas, nãoperde nem ganha energia espontaneamente. Por isso, nessecaso, diz-se que ele assume um estado estacionário.


Postulados de Bohr (2ª Parte)

•Um elétron pode absorver energia de uma fonte externasomente em unidades discretas (pequenas), chamadasquanta (forma singular: quantum).

•Quando um elétron absorve um quantum de energia, elesalta para uma órbita mais energética, ligeiramente maisafastada do núcleo. Dizemos que o elétron realizou um saltoquântico e atingiu um estado excitado.

•Quando o elétron retorna à órbita menos energética, eleperde, na forma de onda eletromagnética, uma quantidadede energia que corresponde à diferença de energia existenteentre as órbitas envolvidas no movimento do elétron.



Camada Eletrônica K L M N O P Q

Nível Energético 1 2 3 4 5 6 7

N° máximo de Elétrons

2 8 18 32 32 18 8


Por que sais de elementos químicos diferentes dão cores diferentes à chama?

DOURADOMistura de

Fe e C

VERDE Compostos

de Ba

AZULCompostos

de Cu

VIOLETAMistura de compostos de Sr e Cu

ou sais de K

PRATEADOAl, Ti ou

Mg

VERMELHOSais de Sr e

de Li

LARANJA Sais de Ca

AMARELO Sais de Na


Espectros atômicosQuanto maior for a freqüência da onda, maior será a energia transportada por ela.As ondas de luz colorida transportam diferentes quantidades de energia, dependendo da sua cor.


Características de uma ondaTodas as ondas, tem três grandezas que as caracterizam: velocidade (v), frequência (f) e comprimento de onda (λ)

V = λ . f

Sequência Cronológica

Dalton “Bola de bilhar”

Thomson “Pudim de passas”

Rutherford “Planetário”

Demócrito Conceito: “A” (sem) “Tomos” (divisão)

William Crookes Tubo de Raios Catódicos Descoberta do ELÉTRON

Eugen Goldestein Tubo de Raios Canais Descoberta do PRÓTON

Pierre & Marie Curie Radioatividade Partículas Alfa, Beta e Gama

Bohr “Quatizado”


Nº Prótons (+) - 6Nº Nêutrons (0) - 6Nº Elétrons (-) - 66C12

NÚCLEO

Absorve energia

Libera energia


Algumas aplicações do modelo de Bohr

LUMINOSOS FLUORESCÊNCIA

FOGOS DE ARTIFÍCIO

BIOLUMINESCÊNCIA

LUZ LASER

Modelos atômicos Início

Questão 2O grande mérito do modeloatômico de Rutherford foi incluira noção de:Massa atômicaA. Cargas elétricas (prótons e

nêutrons)B. Núcleo e eletrosferaC. Quantização de energiaD. Níveis de energia

Estrutura atômica Início

Oxigênio (O)Elemento: OxigênioSímbolo: O

Sódio(Na)Elemento: SódioSímbolo: Na

Nº Prótons (+) - 11Nº Nêutrons (0) - 12Nº Elétrons (-) - 11

Nº Prótons (+) - 8Nº Nêutrons (0) - 8Nº Elétrons (-) - 8

8O16

11Na23

Exercícios Início

Questão 3Considere os seguintes átomos:

7N1313Al27

26Fe5617Cl37

Determine o número de prótons,elétrons e nêutrons de cada umdeles.

Questão 4Quando um elétron se desloca de umnível de energia para outro mais afastadodo núcleo do mesmo átomo, pode-seafirmar que:

A. O número atômico varia

B. Há emissão de energia

C. Não ocorre envolvimento de energia

D. Há emissão de luz na forma de fóton

E. Há absorção de energia

Schrödinger Início

Erwin SchrödingerEm 1927, o cientista E. Schrödinger propôs quecada elétron da eletrosfera de um átomo écaracterizado por determinada quantidade deenergia. Assim, para distribuirmos os elétronsna eletrosfera devemos conhecer a energiados elétrons e, conseqüentemente, as energiasdos níveis e subníveis da eletrosfera.Foi o primeiro a introduzir o conceitode ORBITAL como sendo uma região demáxima probabilidade de encontrarmos umelétron, baseado nas teorias de Einstein,Planck e De Broglie.

Exercícios Início

Questão 5Classifique em verdadeiras ou falsas asseguintes afirmações a respeito domodelo de Thomson.I. O átomo é indivisível.II. O átomo é maciço e descontínuo.III. No átomo existe um fluido positivo

com cargas negativas nele dispersassendo eletricamente neutro.

IV. Os elétrons estão localizados naeletrosfera.

Recapitulando Início

<http://www.youtube.com/watch?v=58xkET9F7MY>

RelembreLembra de tudo que estudamos?Assista ao vídeo e relembre o que vimos nessa apresentação de slides.

Tudo se Transforma - História dos Modelos Atômicos on Vimeo.mp4

Exercícios Início

Questão 6Identifique os cientistas a seguir, responsáveis pela evolução das teorias atômicas.

(A) (B) (C) (D) (E)

Exercícios Início

Questão 7Assista ao vídeo e indique que modelo atômico explica a transformaçãoexibida no vídeo.

<http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=O6PmgMcVHyg#! >

Exercícios Início

Questão 8Assista ao vídeo e descrevaa relação do temaabordado no vídeo com osmodelos atômicos.

<http://www.youtube.com/watch?v=Nt85REFyLZI>

Momento Sheldon Cooper Início

Pesquise Início

Pesquise• <http://www.infoescola.com/quimica/atomo/>• <http://www.youtube.com/watch?v=gzAy4rQ3jNo>

Gabarito

Questão 1a) Chadwickb) Daltonc) Thomsond) Demócritoe) Rutherford

Questão 2Item (B)

Questão 3N 7 prótons

6 nêutrons7 elétrons

Fe 26 prótons30 nêutrons26 elétrons

Questão 5FVVF

Questão 4Item (E)

Questão 6A. BohrB. DaltonC. RutherfordD. Benjamin FranklinE. Demócrito

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Al 13 prótons14 nêutrons13 elétrons

Cl 17 prótons20 nêutrons17 elétrons

Questão 7Niels Bohr

Questão 8O vídeo aborda daltonismo, que remete ao modelo atômico de Dalton.

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