MODELO DE DALTON
Dalton, em 1803, baseado em dados experimentais, propôs uma teoria atômica na qual dizia que:
• A matéria é formada por partículas esféricas, indivisíveis, indestrutíveis e intransformáveis chamada átomo.
• Átomos de um mesmo elemento químico são iguais (mesma massa, mesmo tamanho, etc.) e átomos de elementos químicos diferentes são diferentes entre si.
MODELO DE THOMSON Para Thomson o átomo é uma esfera homogênea, não maciça, de cargas positivas (os prótons) na qual estariam incrustadas algumas cargas negativas (os elétrons), garantindo assim a neutralidade do átomo.
MODELO DE RUTHERFORD O cientista Rutherford fez a experiência. Durante o experimento foi observado que:
• A maioria das partículas alfa atravessavam a lâmina de ouro sem sofrer desvio, isto indicava que a maior parte do átomo deveria ser de espaços vazios.
• Uma pequena quantidade de partículas alfa não passavam pela lâmina e voltavam, o que indicava a existência de uma região pequena praticamente maciça.
• Algumas partículas alfa sofriam pequenos desvios ao passarem pela lâmina indicando que havia uma repulsão entre a partícula alfa e uma pequena região do átomo.
A região do átomo em que as partículas alfa sofriam desvio ou voltavam foi denominada de NÚCLEO, onde estaria concentrada a massa do átomo, e outra região, que envolve o núcleo foi chamada de ELETROSFERA.
As partículas, fundamentais, que constituem os átomos são: prótons, nêutrons e elétrons.
No núcleo do átomo são encontrados prótons e nêutrons; enquanto que na eletrosfera são encontrados os elétrons.
Estudos feitos permitiram determinar características físicas destas partículas atômicas fundamentais, tais como carga elétrica relativa e massa relativa, que são:
Partícula
|
Massa
|
Carga
|
Elétron
|
1/1836
|
-1
|
Próton
|
1
|
+1
|
Nêutron
|
1
|
0
|
A massa do elétron é desprezível, e não podemos afirmar que o mesmo não tem massa. O elétron tem uma massa que é, aproximadamente, 1836 vezes menor que a massa do próton. Os átomos, por sua vez, reúnem-se em grupos denominados moléculas.
No caso da substância água, as moléculas são formadas por dois átomos do elemento hidrogênio e um átomo do elemento oxigênio (H2O).
Resumindo:
• Átomo é a unidade estrutural da matéria.
• Molécula é a menor porção de uma substância que ainda conserva as propriedades dessa substância
NÚMERO ATÔMICO (Z)
Os diferentes tipos de átomos (elementos químicos) são identificados pela quantidade de prótons (P) que possui.
Esta quantidade de prótons recebe o nome de número atômico e é representado pela letra Z.
Z = P
Verifica-se que em um átomo o n.º de prótons é igual ao n.º de elétrons (E), isto faz com que esta partícula seja um sistema eletricamente neutro.
P = E
NÚMERO DE MASSA (A) Outra grandeza muito importante nos átomos é o seu número de massa (A), que corresponde à soma do número de prótons (Z ou P) com o n.º de nêutrons (N).
A = Z + N
Com esta mesma expressão poderemos, também calcular o n.º atômico e o n.º de nêutrons do átomo.
Z = A – N e N = A - Z
ELEMENTO QUÍMICO
É o conjunto de átomos que possuem o mesmo número atômico. Os elementos químicos são representados por símbolos, que podem ser constituído por uma ou duas letras.
Quando o símbolo do elemento é constituído por uma única letra, esta deve ser maiúscula. Se for constituída por duas letras, a primeira é maiúscula e a segunda minúscula.
Alguns símbolos são tirados do nome do elemento em latim.
(Hidrogênio H), (Telúrio Te) (Hélio He) (Polônio Po) (Lítio Li) (Flúor F) (Berílio Be)
É comum usarmos uma notação geral para representá-lo. Nesta notação encontraremos, além do
símbolo, o n.º atômico (Z) e o n.º de massa (A). ZEA
Um átomo pode perder ou ganhar elétrons para se tornar estável (detalhes em ligações químicas), nestes casos, será obtida uma estrutura com carga elétrica chamada íon.
Quando o átomo perde elétrons o íon terá carga positiva e será chamado de CÁTION e, quando o átomo ganha elétrons o íon terá carga negativa e é denominado ÂNION.
Assim:
Fe 3+ é um cátion e o átomo de ferro perdeu 3 elétrons para produzi-lo.
O2– é um ânion e o átomo de oxigênio ganhou 2 elétrons para produzi-lo.
COMPARANDO ÁTOMOS
Comparando-se dois ou mais átomos, podemos observar algumas semelhanças entre eles. A depender da semelhança, teremos para esta relação uma denominação especial.
ISÓTOPOS
É quando os átomos comparados possuem mesmo n.º atômico e diferente número de massa. Neste caso, os átomos são de mesmo elemento químico e apresentam também números de nêutrons diferentes.
Exemplos:
1H1 , 1H2 , 1H3 (isótopos do hidrogênio).
6C12 , 6C13 , 6C14 (isótopos do carbono).
Os demais isótopos são identificados pelo nome do elemento químico seguido do seu respectivo n.º de massa, inclusive os isótopos do hidrogênio. Átomos isótopos pertencem ao mesmo elemento químico.
ISÓBAROS
São átomos que possuem mesmo n.º de massa e diferentes números atômicos. Neste caso, os átomos são de elementos químicos diferentes. 19K40 e 20Ca40
ISÓTONOS
São átomos que possuem mesmo n° de nêutrons e diferentes números atômicos e de massa, sendo então, átomos de elementos químicos diferentes.
Exemplo: 19K 39 e 20Ca40, ambos possuem 20 nêutrons.
Átomos isótonos são de elementos químicos diferentes.
ESPÉCIES ISOELETRÔNICAS
São as espécies químicas que possuem a mesma quantidade de elétrons.
Exemplo: 11Na1+ ; 10Ne e 9F 1 – Todas possuem 10 elétrons.
ELETROSFERA DO ÁTOMO
Em torno do núcleo do átomo temos uma região denominada de eletrosfera que é dividida em 7 partes chamada camadas eletrônicas ou níveis de energia.
Do núcleo para fora estas camadas são representadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q. Em cada camada poderemos encontrar um número máximo de elétrons, que são:
K
|
L
|
M
|
N
|
O
|
P
|
Q
|
2
|
8
|
18
|
32
|
32
|
18
|
2
|
Os elétrons de um átomo são colocados, inicialmente, nas camadas mais próximas do núcleo.
Exemplos:
O átomo de sódio possui 11 elétrons, assim distribuídos: K = 2; L = 8; M = 1.
O átomo de bromo possui 35 elétrons, assim distribuídos: K = 2; L = 8; M = 18; N = 7
Verifica-se que a última camada de um átomo não pode ter mais de 8 elétrons. Quando isto ocorrer, devemos colocar na mesma camada, 8 ou 18 elétrons (aquele que for imediatamente inferior ao valor cancelado) e, o restante na camada seguinte.
Pesquisando o átomo, Sommerfeld chegou à conclusão que os elétrons de um mesmo nível não estão igualmente distanciados do núcleo porque as trajetórias, além de circulares, como propunha Bohr, também podem ser elípticas.
Esses subgrupos de elétrons estão em regiões chamadas de subníveis e podem ser de até 4 tipos:
subnível s, que contém até 2 elétrons,
subnível p, que contém até 6 elétrons,
subnível d, que contém até 10 elétrons,
subnível f, que contém até 14 elétrons
K
|
1s2
|
L
|
2s2 2p6
|
M
|
3s2 3p6 3d10
|
N
|
4s2 4p6 4d10 4f14
|
O
|
5s2 5p6 5d10 5f14
|
P
|
6s2 6p6 6d10
|
Q
|
7s2 7p6
|
Exemplos:
O átomo de cálcio possui número atômico 20, sua distribuição eletrônica, nos subníveis será... 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
O átomo de cobalto tem número atômico 27, sua distribuição eletrônica, nos subníveis será: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA DE ÍONS
Para os cátions devemos distribuir os elétrons como se eles fossem neutros e, em seguida, da última camada retirar os elétrons perdidos.
Exemplo:
Fe2+ (Z = 26) Configuração normal: 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s2 , 3d6 .
Retirando 2 elétrons do último nível (nível 4) Configuração do cátion: (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 )2+
Para os ânions devemos adicionar os elétrons ganhos aos já existentes no átomo e, em seguida distribuir o total.
Exemplo: S2- (Z = 16): 16 + 2 = 18 elétrons. Configuração do íon: (1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 )2 –
ATIVIDADE DE AVERIGUAÇÃO DE APRENDIZAGEM
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1- Considerando a experiência de Rutherford, assinale a alternativa falsa:
a) A experiência consistiu em bombardear películas metálicas delgadas com partículas alfa.
b) Algumas partículas alfa não foram desviadas de seu trajeto devido à repulsão exercida pelo núcleo negativo do metal.
c) Algumas partículas alfa foram desviadas de seu trajeto devido à repulsão exercida pelo núcleo positivo do metal.
d) Essa experiência permitiu descobrir o núcleo atômico e seu tamanho relativo.
e) Rutherford sabia antecipadamente que as partículas alfa eram carregadas positivamente.
2) Assinale a afirmativa errada, segundo Dalton:
a) O átomo é a unidade fundamental de constituição da matéria.
b) Átomos são esferas homogêneas.
c) Átomos de um mesmo elemento são esferas iguais.
d) Átomos de elementos diferentes são esferas diferentes.
e) O átomo é indivisível, indestrutível e pode ser criado.
3- O átomo de Rutherford (1911) foi comparado com o sistema planetário:
Eletrosfera é a região do átomo que:
a) contém as partículas de carga elétrica negativa.
b) contém a partícula de carga elétrica positiva.
c) contém nêutrons.
d) concentra praticamente toda massa do átomo.
e) contém prótons e nêutrons.
4- Um átomo que é constituído por 17 prótons, 18 nêutrons e 17 elétrons apresenta, respectivamente, número atômico e número de massa iguais a:
a) 17 e 17.
b) 17 e 18.
c) 18 e 17.
d) 17 e 35.
e) 35 e 17
5- Um átomo de certo elemento químico tem número de massa igual a 144 e número atômico 70. Podemos afirmar que o número de nêutrons que encontraremos em seu núcleo é:
a) 70. b) 74. c) 144. d) 210. e) 284.
6- Isótopos radiativos de iodo são utilizados no diagnóstico e tratamento de problemas da tireóide, e são, em geral, ministrados na forma de sais de iodeto. O número de prótons, nêutrons e elétrons no isótopo 131 do iodeto 53 I131 são, respectivamente:
a) 53, 78 e 52.
b) 53, 78 e 54.
c) 53, 131 e 53.
d) 131, 53 e 131.
e) 52, 78 e 53.
7- Sabendo que os átomos x Y2x e 18Ar40 são isótopos, pode-se afirmar que o número de massa de Y é igual a:
a) 10. b) 18. c) 20. d) 36. e) 40.
8- Um átomo X, isóbaro do 25Mn54 e isótono do 22Ti50, tem número atômico:
a) 54. b) 50. c) 38. d) 26. e) 25.
9- Um átomo tem número de massa 31 e 16 nêutrons. Qual o número de elétrons no seu nível mais externo?
a) 2. b) 4. c) 5. d) 3. e) 8.
10- O cloreto de sódio (NaCl) representa papel importante na fisiologia da pessoa, pois atua como gerador do ácido clorídrico no estômago. Com relação ao elemento químico cloro (Z = 17), o número de elétrons no subnível “p” é:
a) 8. b) 12. c) 11. d) 10. e) 6.