Modelos atômicos - Anglo Guarulhos

ESTRUTURA
ATÔMICA
A EVOLUÇÃO DOS
MODELOS ATÔMICOS
Demócrito
Defendeu a idéia de que a matéria era
composta por pequeníssimas partículas.
Átomo
Demócrito
(460 – 370 A.C.)
Modelo baseado apenas na intuição e na lógica.
Modelo proposto por Demócrito:

Toda a matéria é constituída por átomos e
vazio (não era compacta)

O átomo é uma partícula pequeníssima,
invisível,e que não pode ser dividida;

Os átomos encontram-se em constante
movimento;

Universo constituído por um número
infinito de átomos, indivisíveis e eternos;
Aristóteles
Modelo de Demócrito foi rejeitado por
um dos maiores filósofos de todos os
tempos – Aristóteles.
Aristóteles acreditava que a matéria era
contínua e composta por quatro elementos:
Ar
Água
Terra
Fogo
Aristóteles
(384 a.C. - 322 a.C.)
O Modelo de Demócrito permaneceu na sombra durante
mais de 20 séculos...
Dalton (1808)
Séc. XIX – Dalton “ressuscita” A Teoria Atômica.
Na segunda metade do séc. XVIII, a
Química sofreu uma grande evolução.
Certos fatos não podiam ser explicados
pela teoria de Aristóteles, como a Lei de
Lavoisier: “A massa dos reagentes é igual
à massa dos produtos”.
John Dalton
(1776 – 1844)
Para explicar estes fatos Jonh Dalton
propôs, em 1807, o seu modelo atômico.
Modelo proposto por Dalton:

O átomo era uma esfera rígida
indivisível (modelo da Bola de Bilhar)
e
Os átomos do mesmo elemento são iguais
entre si – têm a mesma massa
A descoberta da primeira partícula
subatômica: o elétron
Thomson realizou uma série de
experiências utilizando um tubo de
raios catódicos (tubo semelhante
aos tubos existentes no interior
dos televisores).
J. J. Thomson
(1856 - 1940)
Neste tubo, eram efetuadas
descargas elétricas através de um
gás rarefeito.
Tubo de raios catódicos
Em 1898 Thomson propõe novo modelo:
Ao estudar as descargas no interior deste
aparelho, Thomson, descobriu o elétron.
Observava-se uma
fluorescência esverdeada
devido à existência de
partículas de carga negativa que
saem dos átomos do cátodo.
A descarga emitida tinha carga elétrica negativa
Thomson provou que os elétrons eram corpúsculos,
dotados de carga elétrica e de massa, que fazem parte
de toda a matéria.
Modelo proposto por Thomson (1898)
Esfera com carga
elétrica positiva
O átomo
maciça de
positiva,
elétrons
esfera.
Elétrons (partículas
com carga elétrica
negativa)
era uma esfera
carga elétrica
estando
os
dispersos
na
O número de elétrons
seria tal que a carga total
do átomo seria zero.
Modelo de Pudim de Passas
Modelo planetário
Cientista neozelandês, estudou
com J.J. Thomson.
Ernest Rutherford
(1871 - 1937)
Em
1908
realizou
uma
experiência que lhe permitiu
propor um novo modelo atômico.
Experiência de Rutherford
Experiência de Rutherford
Lâmina de Ouro
Para verificar se os átomos eram maciço,Rutherford
bombadeou uma finíssima lâmina de ouro(0,001cm)
com particulas
alfa(α) positiva,emitidas por um
material radioativo.
As observações feitas durante o experimento
levaram Rutheford a tirar uma série de conclusões:
Experiência de Rutherford
As observações feitas durante o experimento
levaram Rutheford a tirar uma série de conclusões:
Observações
Conclusões
1-A maioria das partículas α atravessava
a lâmina sem sofre desvios.
A maior parte do átomo deve ser
vazio.Nesse espaço (eletrosfera) devem
estar localizados os elétrons .
2-Poucas partículas α( 1 em 20000) não
atravessavam a lâmina e voltavam.
Deve existir no átomo uma pequena
região onde está concentrada sua
massa( o núcleo).
3-Algumas partículas α sofriam desvios
de trajetória ao atravessar a lâmina de
ouro .
O núcleo do átomo deve ser positivo, o
que provoca uma repulsão nas partículas
α (positivas).
Experiência de Rutherford
Resultados previstos segundo o modelo de Thomson:
As partículas α
deveriam atravessar
as folhas de ouro sem
sofrer desvios.
Resultados obtidos:
●
●
●
●
●
●
●
●
A maior parte das
partículas α comportava-se
como esperado, mas um
significativo número delas
sofria desvios acentuados.
Resultados da experiência de Rutherford
Partículas α
Existe, no interior do átomo, uma região central
positiva – o núcleo, que exerce fortes forças
repulsivas sobre as partículas alfa.
Modelo proposto por Rutherford (1911)
O átomo é uma estrutura praticamente
vazia, e não uma esfera maciça;
É constituído por:
• Núcleo muito pequeno com a carga
positiva, onde se concentra quase toda
a massa do átomo.
• Elétrons
com
carga
negativa
movendo-se em volta do núcleo.
O átomo seria um sistema semelhante ao sistema solar.
Modelo Planetário
A descoberta da terceira
partícula subatômica: o nêutron

Percebeu-se que no núcleo poderia ter mais de
1 próton

Comprometeria a estabilidade do núcleo (forças
de repulsão muito fortes).

Rutherford admitiu que existia no núcleo
partículas semelhantes aos prótons, porém sem
cargas

Chadwick (1932) descobriu os nêutrons

Os nêutrons serviriam para diminuir a repulsão
entre os prótons (maior estabilidade no núcleo)
O modelo atômico
planetário: elétrons
giram ao redor do núcleo,
podendo ocupar qualquer
órbita existente.
Velódromo:
o ciclista
pode ocupar
qualquer
parte da
pista.
Niels Bohr (1913)
Niels Bohr trabalhou com
Thomson, e posteriormente com
Rutherford.
Tendo continuado o trabalho
destes dois físicos, aperfeiçoou,
em 1913, o modelo atômico de
Rutherford.
Niels Bohr
(1885 - 1962)
modelo de Rutherford era incompatível com
algumas das teorias da Física ...
... uma partícula
carregada movendo
em uma trajetória
circular deve perder
energia
Modelo Atômico de Rutherford-Bohr
1º Postulado: A eletrosfera do átomo está
dividida em regiões denominadas níveis ou
camadas, onde os elétrons descrevem órbitas
circulares estacionárias, de modo a ter uma
energia constante, ou seja, sem emitirem nem
absorverem energia.
2º Postulado: Fornecendo energia (térmica,
elétrica,...) a um átomo, um ou mais elétrons a
absorvem e saltam para níveis mais afastados do
núcleo (mais energéticos). Ao voltarem ás suas
órbitas originais, devolvem a energia absorvida
em forma de luz (fóton).
LUZ
É uma onda eletromagnética que se
propaga no vácuo e possui é um
perturbações oscilantes dentro do campo
visível do olho humano.
v = . f
v: velocidade
: comprimento de onda
f: freqüência
Exemplos:
Ondas do mar, Som, Onda sísmica, Luz, Ondas de rádio, Raio
X.
Espectro da Luz
Se a luz de uma lâmpada comum atravessa
um prisma, ela será decomposta em varias
cores, obtemos assim o espectro da luz visível:
Espectro da Luz
O ESPECTRO DISCRETO - Emissão
Um elétron que ganha energia e se
encontra em um nível de energia
n = 3. Ele emite uma onda
eletromagnética, perdendo energia e
volta para o nível n = 1.
n=3
n=2
n=1
Esta onda não tem
uma freqüência
qualquer, mas
E3  E1

h
Devido
aos
diferentes
níveis
de
energia, há possibilidades de diferentes
transições. Assim, o elétron pode saltar
de n = 3 direto para n = 1, ou ir de n = 3
para n = 2 e depois de n = 2 para n = 1.
Cada transição implica
n=3
numa emissão com freqüência
diferente. Isso explica o
surgimento das linhas no
n=2
espectro
discreto
dos
elementos. Note que cada
transição corresponde a uma
n=1
cor no espectro abaixo.
Metal
Comprimento de onda (nm)
Sódio
589,0 – 589,6
Potássio
766,5 – 766,9
Lítio
670,8
Cálcio
618,2 – 620,3
Estrôncio
606,0
Bário
553,5
Cobre
510,5 – 513,3
Cor observada
A seguir temos a tabela com as linhas sensíveis de alguns metais:
Fonte: Weast, Robert C.,Handbook of Chemistry and Phisics;57thedition,1977, CRC press inc.