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Teoria e estrutura atômicaProf: Carlos HenriqueQuímica
A concepção da natureza da matériaOs gregos Demócrito e Leucipo foram os
primeiros filósofos a proporem a existência dos átomos.
Platão e Aristóteles não acreditavam na existência do átomo.
O estabelecimento da Química moderna se da na Europa no final do século XVII e XVIII: Europa vive um momento “especialmente químico”
Defendia a ideia dos Mínimos naturais.
A Química adquiri caráter prático e
objetivo
Leis ponderaisLeis que envolvam massas em um processo
químico.
As principais leis ponderais são as de Lavoisier e a de proust, no entanto vale destacar a lei de Dalton e a lei de Berzelius.
As leis ponderais foram bastante importante para o desenvolvimento de uma Química mais moderna e estruturada em leis matemáticas
Antoine Laurent Lavoisier
Lei da conservação das massas
Em uma reação feita em sistema fechado a soma das massas dos reagentes será igual a soma das massas do produto.
“ Na natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”Exemplo:Metano + Oxigênio dióxido de carbono + água. + = +Lei de Lavoisier em nível microscópico
16g 64g 44g 36g
Em uma reação química os átomos apenas se reorganizam, eles não são
destruídos e nem criados.
Uma situação envolvendo lei de Lavoisier
Quando se queima papel a massa diminui e quando se queima palha de aço a massa aumenta. Como explicar tal fato a luz da lei da conservação das massas?
Joseph Louis Proust
Lei das proporções constantes
Quando os elementos químicos, sob a forma de substâncias, reagem para formar outra substância , eles sempre fazem em uma proporção fixa( constante) e definida.
Exemplo:
De acordo com proust, uma certa substância composta sempre é formada pelos mesmos elementos químicos numa mesma proporção em massa.
Exemplo da amônia.
Como saber se esta de acordo com a lei de Proust?
Lei de Proust a nível microscópico
Vamos treinar!Analise a tabela abaixo e determine os
valores de x, y e z usando as leis de Lavoisier e Proust
Aplicações da lei de Proust Determinação da composição percentual
de uma substânciaExemplo1:- Sabendo que 1g de hidrogênio reagem com
8g de oxigênio para formar 9g de água, determine a porcentagem de hidrogênio e de oxigênio presenta na água.
- Exemplo2-10g de cobre reagem com 5,06 g de enxofre e formam 15,06g de sulfeto cúprico. Quais as porcentagens de cobre e enxofre presentes no sulfeto cúprico?
Determinação da massa de uma substância-DECOMPONDO 100g de carbonato de cálcio, obtêm-se 56g de óxido de cálcio e dióxido de carbono.a) Determine a massa de dióxido de carbono
que foi obtida nessa reação?
b) Quantas gramas de dióxido de carbono serão produzidas quando 2kg de carbonato de cálcio forem decompostas?
Vamos treinar!A combustão, ou queima, de um
combustível em oxigênio é acompanhada pela liberação de calor. Em uma reação de combustão do gás acetileno(etino) ou gás de maçarico foi utilizada uma massa de 52g desse material em quantidade suficiente de oxigênio gasoso A massa de gás carbônico produzida foi de 176g. Sabendo que na queima de certa massa desse gás é produzida uma massa de 88g de gás carbônico, determine a massa de acetileno que entrou em combustão.
Acabou Carlinho
s?
Concepção do átomo e evolução dos modelos
atômicosO Modelo atômico de Dalton- Quem foi John Dalton?- Com base nas leis ponderais, Dalton
propões sua teoria atômica. Os principais postulados de Dalton
Os elementos
são formados
por átomos indestrutívei
s e indivisíveis
Os átomos de um mesmo elemento
químico são iguais em todas as
qualidades.
Átomos de elementos diferentes
apresentam propriedades e
massas distintasUma substância composta é
formada por espécies químicas de diferentes
elementos que possuem quantidade fixa de cada um
deles
Para mim os átomos são pequenas esferas
homogêneas, maciças,
indivisíveis e indestrutíveis
Limitações e aprimoramento do modelo atômico de Dalton
Contribuições de Berzelius
A evolução dos modelos atômicosA ciência é algo dinâmico e tudo que se
conhece sobre o átomo não se deve apenas a UM cientista, mas sim ao trabalho e esforço de vários cientistas ao longo dos anos.
A indivisibilidade do átomo começa a ser questionada
Alguns experimentos ao longo dos anos serviram para comprovar a divisibilidade do átomo.
- Condutividade elétrica das soluções.Em 1884, Svante August Arrhenius apresenta sua teoria da dissociação eletrolítica.
- Os raios catódicos e os tubos de descarga.
As observações feitas com base nessa teoria indicavam que os
constituintes da matéria deveria ter uma forma de
DIVISIBILIDADE
Ampola de CrookeAmpola contendo gás sob pressão muito
baixa.
Raios x e a RadioativividadeEm 1895 Wilhelm C. Rötgen através de seu
experimento descobre os Raios X
Em 1896 Henry Becquerel descobre os fenômenos da Radioatividade
Investigação dos raios catódicos e a descoberta do elétron
Eugen Goldstein e Joseph John Thomson, por meio de uma série de experimentos utilizando as ampolas de Crookes fornecem explicações para natureza dos raios catódicos.
-Os raios catódicos projetam sombra quando incidem sobre um anteparo- Os raios catódicos movimentam um cata
vento de mica quando nele colidem
-Os raios catódicos sofrem atração por uma placa dotada de carga elétrica positiva
Possuem trajetória retilínea
Apresentam inércia, logo possuem massa.
Apresentam carga elétrica negativa
- A natureza dos raios catódicos é sempre a mesma, independente do material utilizado.
Os raios catódicos na verdade eram
partículas fundamentais e estariam presente em
toda matéria.
Os raios catódicos
são os ELÉTRONS
Modelo atômico de ThomsonCom base nos seus experimentos Thomson
propõe um novo modelo atômico em que os átomos são esferas maciças de carga positiva que possui “corpúsculos” de carga negativa( elétrons) incrustados nelas.
A quantidade de elétrons no átomo deveria ser suficiente para anular a carga positiva da esfera.
Caso isso não acontecesse se formariam os átomos “ eletropositivos” ou “ eletronegativos”.
Atualmente esses átomos são
chamados de ÍONS!
Modelo de Thomson prova a divisibilidade do átomo e explica a natureza elétrica do átomo,
fatos esses não explicados pelo modelo de Dalton
O modelo de Thomson
incorpora novas ideias ao
modelo de Dalton, mas isso
não elimina o átomo de Dalton por completo!!!
Modelo atômico de Rutherford
A descoberta da radioatividade contribui de forma significativa para que Rutherford elaborasse um novo modelo atômico.
O físico Ernest Rutherford juntamente com Johannes Geiser e Ernest Marsden( seus alunos), realizaram um experimento de contagens de partículas alfa para comprovar o modelo de Thomson.
Os resultados foram
assombrosos
Experimento de Rutherford*
Resultados do experimentoApós várias tentativas foi observado três
situações bastante intrigantes:
-Caramba!! Como explicar tais resultados se o átomo era maciço, homogêneo e sem espaços vazios?
99% das partículas
alfa atravessam a
lâmina de ouro
Cerca de 1% das
partículas sofriam grandes desvios
Uma em cada dez mil
partículas colidia com a
lâmina e voltavam
Explicação dos resultadosApós observar tais resultados , Rutherford
concluiu que os átomos não eram como Dalton e Thomson acreditavam:
-Rutherford explicou que:A maioria das
partículas atravessaram o átomo por
que ele possui
grandes espaços vazios
Como as partículas alfa possuem carga
positiva elas sofreram
desvios ao passar próximo do núcleo do átomo que também ter
carga positiva
No caso extremo de
uma partícula se chocar com
o núcleo do átomo era
será repelida
O átomo de RutherfordRutherford propôs um novo modelo
atômico em que:- A matéria é formada de partículas em que
a distribuição de massa ocorre de forma desigual.
- -o átomo apresenta duas regiões distintas: o Núcleo e a eletrosfera.
O Núcleo é uma região pequena e densa de carga
positiva que concentra toda a massa do átomo
A eletrosfera é a região onde se
encontra os elétron se movimentando ao
redor do núcleo. Muito maior que o núcleo
Tinha uma dúvida importante no modelo de Rutherford:
Se o núcleo atômico é formado por partículas positivas, por que essas
partículas não se repelem e o núcleo não desmorona?
Eu acredito que existem partículas neutras presente no núcleo , porém
não consegui provar que elas
existem
Em 1932 James Chadwick confirma
a existência dos nêutrons
Estrutura atômica básicaPrótons, nêutrons e elétrons são as
“partículas elementares” que formam todos os átomos.
Número atômico: corresponde ao número de prótons presente no núcleo de um átomo.
- Representado pela letra ( Z)- O número atômica identifica um elemento
químico- - em 1913 Henry Moseley desenvolveu um
experimento para determinar a carga nuclear dos átomos.
Número de massa: a massa relativa de um átomo corresponde a soma do número de prótons mais a soma do número de nêutrons. (A)
Matematicamente:
A= Z + n
ÍONSSão átomos dotados de carga, ou seja,
eletricamente carregados. - Íons de carga positiva são chamados de CÁTIONS.- Íons de carga negativa são chamados de ÂNIONS. lembrem-se que os átomos são sistema
eletricamente neutros e apresentam número de elétrons igual ao número de prótons.
Ex: Na F Na+ F-Observação: a formação dos íon envolve processos de transferência de elétrons de um átomo para outro.
Íons simples: são formados pro átomos de um único elemento químico.
-ânions simples: Quando UM átomo ganha elétron e fica com excesso de carga negativa:Ex: O2-, Cl-, P3-
- Cátions simples: Quando UM átomo perde elétrons e fica com excesso de carga positiva.
Ex: K+, Mg2+, Al3+
Íons compostos: são formados por um grupo de átomos de elementos químicos diferentes que, juntos, ganharam ou perderam um ou mais elétrons.
-ânions compostos: GRUPO de átomos que ganharam elétronsEx: SO42- ,BO33- ,ClO-
- Cátion compostos: GRUPO de átomos que perderam elétrons
- Ex: NH4+, H3O+
Observação: íons mono, bi, tri e tetravalentes.
- ex: ?
Exercício Determine o número de prótons, nêutrons,
elétrons e a massa dos seguintes átomos e íons.
11Na23
Na+
16S32
S2-
Um íon de certo elemento químico, de número de massa 85, apresenta 36 elétrons e carga +1. Qual é o número atômico desse íon e qual seu número de nêutrons?
