A estrutura do A estrutura do átomoátomo

Parte Parte 11

Rosângela MoreiraRosângela Moreira

A idéia de A idéia de átomoátomo provavelmente é uma das provavelmente é uma das mais primitivas da física. mais primitivas da física. 

SSeu conceito foi originado pelos gregos, dando a esta partícula o eu conceito foi originado pelos gregos, dando a esta partícula o nome nome átomoátomo, que em grego significa “, que em grego significa “indivisívelindivisível”.  O nome foi bem ”.  O nome foi bem aceito até o início do século XX, quando Einstein conseguiu mostrar aceito até o início do século XX, quando Einstein conseguiu mostrar que era possível partir um que era possível partir um átomoátomo e obter uma grande quantidade de e obter uma grande quantidade de energia, que pode ser muito útil no fornecimento de energia elétrica a energia, que pode ser muito útil no fornecimento de energia elétrica a uma grande cidade, ou então nefasta quando utilizada em bombas uma grande cidade, ou então nefasta quando utilizada em bombas atômicas.atômicas.

            

AA idéia inicial dos gregos era de um idéia inicial dos gregos era de um átomoátomo rígido e sólido.  No rígido e sólido.  No entanto, já no século XIX, vários físicos e químicos tentavam explicar o entanto, já no século XIX, vários físicos e químicos tentavam explicar o átomoátomo como sendo constituído por outras partículas ainda menores, como sendo constituído por outras partículas ainda menores, como os prótons,  como os prótons, 

elétronselétrons  e nêutrons.    e nêutrons.              

NNo o final da década de 1930final da década de 1930, foram descobertas partículas ainda , foram descobertas partículas ainda menores, entre elas as denominadas menores, entre elas as denominadas múonsmúons, píons e káons.  Hoje em , píons e káons.  Hoje em dia, existe um número tão grande de partículas que nem o alfabeto dia, existe um número tão grande de partículas que nem o alfabeto grego foi suficiente para a denominação de todas elas.  Desta forma, grego foi suficiente para a denominação de todas elas.  Desta forma, tais partículas são simplesmente associadas a números.tais partículas são simplesmente associadas a números.

Toda a matéria é constituída de Toda a matéria é constituída de átomos... átomos...

Sua constituição…Sua constituição…

núcleonúcleo - região constituída basicamente por dois - região constituída basicamente por dois tipos de partículas. tipos de partículas.

- Prótons (apresentam massa e dotadas de carga Prótons (apresentam massa e dotadas de carga elétrica positiva).elétrica positiva).

- Nêutrons (apresentam massa praticamente igual Nêutrons (apresentam massa praticamente igual a do prótons e possuem carga elétrica nula).a do prótons e possuem carga elétrica nula).

eletrosferaeletrosfera - região constituída pelos elétrons.- região constituída pelos elétrons.

- Elétrons são partículas que apresentam massa Elétrons são partículas que apresentam massa extremamente reduzida, dotadas de carga extremamente reduzida, dotadas de carga elétrica negativa e de valor absoluto igual a dos elétrica negativa e de valor absoluto igual a dos prótons.prótons.

Partículas Fundamentais do ÁtomoPartículas Fundamentais do Átomo

partícula carga relativa massa partícula carga relativa massa

relativa relativa próton +1 1próton +1 1nêutron 0 1nêutron 0 1elétron -1 1/1836elétron -1 1/1836

Todo o átomo é eletricamente neutro, ou seja, o número de Todo o átomo é eletricamente neutro, ou seja, o número de prótons é igual ao número de elétrons. É possível, prótons é igual ao número de elétrons. É possível, porém, eletrizar um corpo. porém, eletrizar um corpo.

Se o número de elétrons for maior que o número de Se o número de elétrons for maior que o número de

prótons dizemos que o corpo estará carregado prótons dizemos que o corpo estará carregado negativamente; se o número de elétrons for menor que o negativamente; se o número de elétrons for menor que o número de prótons dizemos que o corpo estará eletrizado número de prótons dizemos que o corpo estará eletrizado positivamente. positivamente.

Uma característica importante do núcleo é que ele Uma característica importante do núcleo é que ele determina o tipo químico do elemento que determina o tipo químico do elemento que

representa, por causa do número de prótons que representa, por causa do número de prótons que contém.contém.

O O hidrogêniohidrogênio (símbolo químico, H) é o mais leve e o mais (símbolo químico, H) é o mais leve e o mais simples de todos os elementos químicos, e é também de longe simples de todos os elementos químicos, e é também de longe o elemento mais abundante no universo. O núcleo dum o elemento mais abundante no universo. O núcleo dum átomo átomo de hidrogénio consiste de um só próton e de um só nêutron.de hidrogénio consiste de um só próton e de um só nêutron.

HélioHélio (símbolo químico, He) é o próximo elemento mais leve, e (símbolo químico, He) é o próximo elemento mais leve, e o segundo mais abundante, constituindo mais que 25% da o segundo mais abundante, constituindo mais que 25% da matéria no universo. Um núcleo normal de hélio contém dois matéria no universo. Um núcleo normal de hélio contém dois prótons e dois nêutrons. Por ele ter dois prótons tem que ter prótons e dois nêutrons. Por ele ter dois prótons tem que ter dois elétrons orbitando na nuvem à volta do núcleo para estar dois elétrons orbitando na nuvem à volta do núcleo para estar eletricamente neutro.eletricamente neutro.               

Os núcleos mais pesados, como o do ferro ou do Os núcleos mais pesados, como o do ferro ou do urâniourânio, , contêm mais nêutrons que prótons, mas o número de elétrons contêm mais nêutrons que prótons, mas o número de elétrons tem que ser sempre igual ao número de prótons para o tem que ser sempre igual ao número de prótons para o átomoátomo estar eletricamente neutro. estar eletricamente neutro.

ELEMENTOS QUÍMICOSELEMENTOS QUÍMICOS

Os átomos são diferentes uns dos outros devido as Os átomos são diferentes uns dos outros devido as quantidades destas partículas nele existentes. O quantidades destas partículas nele existentes. O elementos químico Hidrogênio, por exemplo, possui elementos químico Hidrogênio, por exemplo, possui apenas um próton e um elétron em sua órbita. Já os apenas um próton e um elétron em sua órbita. Já os átomos do elemento metálico ferro possuem 26 prótons, átomos do elemento metálico ferro possuem 26 prótons, 30 nêutrons (em média) formando o seu núcleo, e 26 30 nêutrons (em média) formando o seu núcleo, e 26 elétrons divididos em 4 camadas na eletrosfera elétrons divididos em 4 camadas na eletrosfera

Número Atômico (Z):Número Atômico (Z): é a quantidade de prótons que é a quantidade de prótons que existe no núcleo do átomo, pois deles dependem os existe no núcleo do átomo, pois deles dependem os elétrons e o número de camadas que o átomo terá. elétrons e o número de camadas que o átomo terá. Pode-se representar o Número Atômico (Z) por um Pode-se representar o Número Atômico (Z) por um número abaixo e a esquerda do símbolo do elemento. No número abaixo e a esquerda do símbolo do elemento. No caso do ferro será caso do ferro será 26Fe26Fe. .

Massa Atômica (A):Massa Atômica (A): é a massa total do átomo, ou seja, é a massa total do átomo, ou seja, a soma dos prótons e dos nêutrons. Representamos a a soma dos prótons e dos nêutrons. Representamos a Massa Atômica (A) por um número acima e a esquerda Massa Atômica (A) por um número acima e a esquerda do símbolo do elemento. No caso do ferro será A = 26 do símbolo do elemento. No caso do ferro será A = 26 prótons + 30 nêutrons = 56, ou prótons + 30 nêutrons = 56, ou 56Fe 56Fe

CuriosidadesCuriosidades

A despeito de seu minúsculo tamanho, o átomo é A despeito de seu minúsculo tamanho, o átomo é uma complexa combinação de componentes ainda uma complexa combinação de componentes ainda menores. O diâmetro de um átomo é da ordem de menores. O diâmetro de um átomo é da ordem de 1010-8-8 cm, enquanto que o de seu núcleo é de cerca cm, enquanto que o de seu núcleo é de cerca de 10de 10-12 -12 cm. Algo equivalente a comparação entre cm. Algo equivalente a comparação entre os tamanhos de uma formiga e do Maracanã.os tamanhos de uma formiga e do Maracanã.

Essencialmente o átomo consiste de um núcleo, Essencialmente o átomo consiste de um núcleo, em torno do qual há uma região dita eletrosfera. O em torno do qual há uma região dita eletrosfera. O átomo contém um núcleo composto por prótons e átomo contém um núcleo composto por prótons e nêutrons, com elétrons girando ao seu redor. Numa nêutrons, com elétrons girando ao seu redor. Numa simples gota d'água, existem cerca desimples gota d'água, existem cerca de 6.000.000.000.000.000.000.000 de átomos. 6.000.000.000.000.000.000.000 de átomos.

6.106.102121átomosátomos

ÁTOMOÁTOMO

Número atômico ( Z ): é o numero de prótons de um átomo.Número atômico ( Z ): é o numero de prótons de um átomo.Z = PZ = P

Numero de massa (A ): é a soma de prótons e nêutrons de um Numero de massa (A ): é a soma de prótons e nêutrons de um átomo.átomo.A = Z + NA = Z + N

Através de Z e A pode-se determinar o numero de partículas Através de Z e A pode-se determinar o numero de partículas fundamentais do átomo, levando em conta que:fundamentais do átomo, levando em conta que:

 Num átomo neutro, isolado ou numero de elétrons é igual ao  Num átomo neutro, isolado ou numero de elétrons é igual ao numero de prótons, logo é igual a Z.numero de prótons, logo é igual a Z.

O numero de nêutron ( N ) é igual ao numero de massa ( A ) O numero de nêutron ( N ) é igual ao numero de massa ( A ) menos o numero de prótons ( Z ), ou:menos o numero de prótons ( Z ), ou:A = Z             N = A - ZA = Z             N = A - Z

P = eP = ee = pe = pN = A - ZN = A - ZZ = eZ = eA = P + N ou N + ZA = P + N ou N + Z

Distribuição EletrônicaDistribuição Eletrônica

ExercícioExercício

Faça a distribuição eletrônica para os Faça a distribuição eletrônica para os seguintes elementos:seguintes elementos:

a) Sódio Z = 11a) Sódio Z = 11

b) Calcio Z = 20b) Calcio Z = 20

c) Potássio Z = 19c) Potássio Z = 19

d) Zircônio Z = 40d) Zircônio Z = 40

Camadas do átomoCamadas do átomo

O número de camadas varia de acordo O número de camadas varia de acordo com o número de elétrons que o átomo com o número de elétrons que o átomo possui.possui.

Em qualquer átomo, exceto no paládio, o Em qualquer átomo, exceto no paládio, o número de elétrons da última camada não número de elétrons da última camada não ultrapassa a 8: a camada K comporta no ultrapassa a 8: a camada K comporta no máximo 2 elétrons.máximo 2 elétrons.

Para os átomos com mais de 3 camadas, Para os átomos com mais de 3 camadas, enquanto a penultima não estiver enquanto a penultima não estiver completa com 18 elétrons, a última terá completa com 18 elétrons, a última terá no máximo, 2 elétrons.no máximo, 2 elétrons.

Sódio Z = 11Sódio Z = 11

K = 2K = 2 L = 8L = 8 M = 1M = 1

Calcio Z = 20Calcio Z = 20

K = 2K = 2 L = 8L = 8 M = 8M = 8 N = 2N = 2

Potássio Z = 19Potássio Z = 19

K =2K =2 L = 8L = 8 M= 8M= 8 N = 1N = 1

Zircônio Z = 40Zircônio Z = 40

K = 2K = 2 L = 8L = 8 M = 18M = 18 L = 10L = 10 M = 2M = 2

Ter amigos é ocupar-se com eles, mesmo que seja Ter amigos é ocupar-se com eles, mesmo que seja apenas para contemplá-los quando eles nem estão apenas para contemplá-los quando eles nem estão

percebendo a sua presença.percebendo a sua presença.