Modelos Atômicosaascolegiobompastor.com.br › images › PDF_files › AGENDAS PAUSA...Modelos...
Transcript of Modelos Atômicosaascolegiobompastor.com.br › images › PDF_files › AGENDAS PAUSA...Modelos...
Modelos Atômicos
Prof.: Frede Santiago
Filósofos Gregos
A ideia de átomo não nasceu de um trabalho
com base experimental, mas sim de
deduções filosóficas, isto é, fruto de um
raciocínio abstrato.
Leucipo e Demócrito (Sec.V a.c.)Defendeu a ideia de que a matéria era composta por
pequeníssimas partículas.
Átomos
Modelo de Dalton (1803)
O átomo é formado de
pequenas partículas
esféricas, maciças,
homogêneas, indivisíveis
e indestrutíveis.
✔ Pequenas esferas maciças.
✔ Homogênea, indivisíveis e indestrutíveis.
✔ O modelo ficou conhecido como “Bola de Bilhar”.
Bola de Bilhar
Modelo de Thomson (1898)
A descoberta e estudo de descargas
elétricas em gases rarefeitos e
da radioatividade, nos fins do século
XIX, fez Thomson propor um modelo
de átomo no qual os elétrons
estariam uniformemente distribuídos
em uma esfera maciça de carga positiva.
✔ O átomo é uma esfera maciça de carga positiva
impregnada de cargas negativas.
✔ A quantidade de cargas negativas devem compensar o
tamanho da esfera positiva.
✔ O modelo ficou conhecido como “Pudim de Passas”.
Modelo de Rutherford (1911)
Em 1911, Rutherford realizou
experiências bombardeando
uma finíssima lâmina de ouro
com partículas alfa (α), cuja
carga elétrica positiva, emitidas
pelo polônio, um material
radioativo.
Bloco de
chumbo
Fonte de partículas α
(Polônio)
α α α α α α α
Fina lâmina de ouro
Anteparo de ZnS
Observação ConclusãoA maior parte das partículas α atravessaram a lâmina sem sofrer desvios.
A maior parte do átomo deve ser vazio. Nesse espaço devem estar localizados os elétrons.
Poucas partículas α (1 em 20.000) não atravessam a lâmina e voltam.
Deve existir no átomo uma pequena região onde está concentrada sua massa (núcleo).
Algumas partículas α sofriam desvio na de trajetória ao atravessar a lâmina.
O núcleo do átomo deve ser positivo, o que provoca uma repulsão nas partículas α.
Modelo Planetário
Modelo de Bohr (1913)
Em 1913 Niels Bohr
propôs um modelo que é
uma espécie de
aperfeiçoamento do
modelo de Rutherford.
✔ O átomo tem núcleo positivo.
✔ Os elétrons negativos giram em torno ao redor do
núcleo.
✔ Os elétrons giram em torno do núcleo em orbitas bem
definidas de modo a ter energia constante, ou seja, nem
perdem nem ganham energia.
✔ Essas orbitas são as camadas K, L, M, N, O, P, Q, ou
níveis 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, a partir do núcleo.
+K L M N O P Q
Aumenta a energia
1 2 3 4 5 6 7
✔ Assim quando o elétron recebe energia suficiente,
salta para uma órbita mais energética (estado
excitado).
✔ Ao retornar para uma órbita menos energética, o
elétron libera a diferença de energia
correspondente, na forma de ondas
eletromagnéticas (luz, por exemplo).
+ -
L N
Energia
-
Energia (Luz)
Estado excitado
Estado fundamental
OBS.: Modelo de SommerfeldAlgum tempo depois um cientista alemão, Sommerfeld,
definiu o conceito de órbitas elípticas para os elétrons.
Modelo de Schrodinger (1926)Modelo atual
Determinou, através de uma
infinidade de operações
matemáticas, as regiões no espaço
que apresentariam máxima
probabilidade de se encontrar um
elétron. Ou seja, o elétron é um
conjunto de ondas que vibram ao
redor do núcleo.
Partícula - OndaOrbital
(Maior probabilidade de se encontrar
o elétron)
Exercícios1) Associe as afirmações a seus respectivos responsáveis:
I- O átomo não é indivisível e a matéria possui propriedades elétricas
(1897).
II- O átomo é uma esfera maciça (1808).
III- O átomo é formado por duas regiões denominadas núcleo e
eletrosfera (1911).
a) I - Dalton, II - Rutherford, III - Thomson.
b) I - Thomson, II - Dalton, III - Rutherford.
c) I - Dalton, II - Thomson, III - Rutherford.
d) I - Rutherford, II - Thomson, III - Dalton.
e) I - Thomson, II - Rutherford, III - Dalton.
2) Assinale a alternativa que completa melhor os espaços
apresentados na frase abaixo:
“O modelo de Rutherford propõe que o átomo seria composto
por um núcleo muito pequeno e de carga elétrica ..., que
seria equilibrado por …, de carga elétrica …, que ficavam
girando ao redor do núcleo, numa região periférica
denominada ...”
a) neutra, prótons, positiva e núcleo.
b) positiva, elétrons, positiva, eletrosfera.
c) negativa, prótons, negativa, eletrosfera.
d) positiva, elétrons, negativa, eletrosfera.
e) negativa, prótons, negativa, núcleo.
3) Em relação ao modelo atômico de Rutherford, julgue os itens a seguir
como verdadeiros ou falsos:
a) Esse modelo baseia-se em experimentos com eletrólise de soluções
de sais de ouro.
b) Ele apresenta a matéria constituída por elétrons em contato direto com
os prótons.
c) O modelo foi elaborado a partir de experimentos em que uma fina
lâmina de cobre era bombardeada com partículas α.
d) Segundo esse modelo, só é permitido ao elétron ocupar níveis
energéticos nos quais ele se apresenta com valores de energia múltiplos
inteiros de um fóton.
e) Esse modelo é semelhante a um sistema planetário, em que os
elétrons distribuem-se ao redor do núcleo, assim como os planetas em
torno do Sol.
4) Considerando o autor e a ideia, associe a 1ª coluna à 2ª:
a) Dalton ( ) Modelo atômico planetário
b) Rutherford ( ) Átomo indivisível
c) Thomson ( ) Modelo Atômico do ”pudim de passas”
Nesta associação, considerando como associação correta a
ordem decrescente, teremos:
a) a, b, c b) a, c, b c) c, b, a
d) b, c, a e) b, a, c
5) Thomson determinou, pela primeira vez, a relação entre a
massa e a carga do elétron, o que pode ser considerado
como a descoberta do elétron. É reconhecida como uma
contribuição de Thomson ao modelo atômico:
a) o átomo ser indivisível.
b) a existência de partículas subatômicas.
c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia.
d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do
núcleo.
e) o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma
eletrosfera.
6) Considere as seguintes afirmações referentes aos postulados elaborados por
Bohr ao conceber o seu modelo atômico:
I. Em um átomo são permitidas somente algumas órbitas circulares ao elétron;
II. Cada uma dessas órbitas apresenta energia variável;
III. Um elétron só pode assumir determinados valores de energia, que
correspondem às órbitas permitidas, tendo, assim, determinados níveis de
energia ou camadas energéticas;
IV. Um elétron pode absorver energia de uma fonte externa somente em unidades
discretas, chamadas de quanta ou quantum no singular.
Indique a alternativa correta:
a) todas estão corretas.
b) somente I e III estão corretas.
c) somente II e III estão corretas.
d) somente I, III e IV estão corretas.
e) somente I e IV estão corretas.
7) Qual das alternativas a seguir indica corretamente o
modelo atômico de Niels Bohr?
a) Descobriu o tamanho do átomo e seu tamanho
relativo.
b) Os elétrons giram em torno do núcleo em
determinadas órbitas.
c) Modelo semelhante a um “pudim de passas” com
cargas positivas e negativas em igual número.
d) Modelo semelhante a um “sistema solar” em que o
átomo possui um núcleo e uma eletrosfera.
e) Átomos esféricos, maciços e indivisíveis.
8) Uma moda atual entre as crianças é colecionar figurinhas que brilham
no escuro. Essas figuras apresentam em sua constituição a substância
sulfeto de zinco. O fenômeno ocorre porque alguns elétrons que
compõem os átomos dessa substância absorvem energia luminosa e
saltam para níveis de energia mais externos. No escuro, esses elétrons
retornam aos seus níveis originais, liberando energia luminosa e fazendo
a figurinha brilhar. Essa característica pode ser explicada
considerando-se o modelo atômico proposto por:
a) Dalton.
b) Thomson.
c) Lavoisier.
d) Rutherford.
e) Bohr.
9) No modelo atômico atual, os elétrons:
a) são partículas que estão mergulhadas em uma
massa homogênea de carga positiva.
b) ocupam níveis definidos de energia.
c) giram ao redor do núcleo em órbitas circulares ou
elípticas.
d) têm caráter corpuscular e de onda,
simultaneamente.
e) podem ter a sua posição e velocidade
determinadas em um dado instante.
10) As afirmativas a seguir descrevem estudos sobre mode los atômicos,
realizados por Niels Bohr, John Dalton e Ernest Rutherford.
I. Partículas alfa foram desviadas de seu trajeto, devi do à repulsão que o núcleo
denso e a carga positiva do metal exerceram.
II. Átomos (esferas indivisíveis e permanentes) de um elemento são idênticos em
todas as suas pro priedades. Átomos de elementos diferentes têm propriedades
diferentes.
III. Os elétrons movem-se em órbitas, em torno do núcleo, sem perder ou ganhar
energia.
Assinale a alternativa que indica a sequência correta do relacionamento desses
estudos com seus autores.
a) Rutherford, Dalton, Bohr
b) Rutherford, Bohr, Dalton
c) Dalton, Rutherford, Bohr
d) Dalton, Bohr, Rutherford
e) Bohr, Dalton, Rutherford
11) Qual das afirmativas a seguir melhor descreve o
comportamento de um elétron, comparado com partículas e ondas
tradicionais?
a) É uma partícula que, em certas circunstâncias especiais, se
comporta como uma onda.
b) É uma onda que, em certas circunstâncias, se comporta como
partícula.
c) À medida que passa o tempo, ora se comporta como partícula,
ora como onda.
d) É uma partícula que anda em torno do núcleo, numa trajetória
ondulada.
e) Seu comportamento pode ser interpretado como o de partícula
ou de onda.
Números Quânticos
São números que caracterizam cada elétron
de um átomo.
Principal (n)
Secundário (l)
Magnético (m)
Spin (s)
Número Quântico Principal (n)
Designa qual o nível de energia ou camada do
elétron.
+Núcleo
K L M N O P Q
1 2 3 4 5 6 7
Camadas
N° QuânticoPrincipal
OBS.:
n são números inteiros que teoricamente
variam de 1 a ∞. Porém, na prática,
assinala-se a existência de no máximo 7
níveis de energia.
Número Quântico Secundário ou Azimutal (l)
Caracteriza o subnível de energia de um elétron.
Os valores de l são números inteiros que,
teoricamente que variam de 0 até (n-1).
l = 0 ............(n - 1)
l = 0 (subnível
s)
Os subníveis conhecidos na prática são:
s p d f
l = 1 (subnível p)
l = 2 (subnível d)
l = 3 (subnível f)
Número Quântico magnético (m ou ml)
Indica a orientação dos orbitais.
OBS.:Princípio da Incerteza de Heisemberg
“É impossível determinar
com precisão a posição e a
Velocidade de um elétron
num mesmo instante”.
Orbital
É a região do espaço onde existe grande
probabilidade de se encontrar o elétron.
Orbital s Orbital p
O número quântico magnético está relacionado com
a quantidade de orbitais e suas orientações
espaciais em cada subnível.
Matematicamente, m assume valores dados pela
seguinte variação:
m = - l ........0........+ l
Ou seja, o número de orbitais em um subnível é
dada pela expressão: 2 l + 1.
Subnível Valores de l
Valores de m
Quantidadede orbitais
Representaçãográfica
s
p
d
f
0
1
2
3
0
-1, 0, +1
-2, -1, 0, +1, +2
-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3
1
3
5
7
s
p
d
f
ou0 0
ou0-1 +1 0-1 +1
ou0-1 +1-2 +2 0-1 +1-2 +2
ou0-1 +1-2 +2 +3-3 0-1 +1-2 +2 +3-3
Número Quântico de spin (s ou ms)
Indica o sentido de rotação do elétron (horário e
anti-horário).
Horário
s = -1/2
Anti-horário
s = +1/2
Princípio da Exclusão de Pauli
“Em um mesmo átomo não pode
existir dois elétrons que tenham os
quatros números quânticos iguais”.
Ou seja, um orbital comporta no
máximo, dois elétrons de spins
contrários.
Errado Errado Certo
Regra de Hund
“O preenchimento de orbitais
de um mesmo subnível deve
ser feito de modo que
tenhamos o maior número
possível de elétrons
desemparelhados.
p3
OBS.:1) Como os orbitais são graficamente representados
por um quadrado ou um circulo, teremos de acordo
com o princípio de Pauli, as representações:
ou
ou
ou
Orbital Vazio
Orbital Incompleto
Orbital Completo
Elétrons desemparelhados
ou celibatários
Elétrons emparelhados
2) Como os elétrons funcionam como um pequeno elétron-
ímã, se um orbital está completo, os campos magnéticos se
anulam e a espécie química não se magnetiza sob ação do
campo magnético (Diamagnéticas).
Já, se o orbital da espécie química está incompleto, o elétron
desemparelhado funciona como magneto que interage com o
campo magnético (Paramagnéticas).
Diamagnéticas
Não tem elétrons desemparelhados
Paramagnéticas
Têm pelo menos um elétron
desemparelhado
Exercícios1) Indique os quatros números quânticos para os elétrons
representados a seguir:
a) b)
(Camada L) (4° Nível)
n = n =
l = l =m = m =
s = s =
2
0
0
+1/2
4
2
-1
-1/2
c) d)
(Camada N) (Camada O)
n = n =
l = l =m = m =
s = s =
4
1
+1
-1/2
5
3
-3
+1/2
10) A figura a seguir foi proposta por um ilustrador para
representar um átomo de lítio (Li) no estado fundamental, segundo
o modelo de Rutherford-Bohr.
Constatamos que a figura está incorreta
em relação ao número de:
a) nêutrons no núcleo.
b) partículas no núcleo.
c) elétrons por camada.
d) partículas na eletrosfera.
e) massa na eletrosfera.