modelos atômicos

Do que as Coisas no Universo são
Formadas?
Disciplina: Física IV
OS PRÉ-SOCRÁTICOS E A BUSCA DO PRINCÍPIO UNIVERSAL, NA GRÉCIA
A filosofia surge quando a tradição religiosa e mitológica é colocada em dúvida.
Pois, as sociedades antigas descreviam a natureza ou os fenômenos naturais por
mitos ou seres superiores.
Filósofos “pré-socráticos”: suas obras não foram conservadas.
Tudo o que se sabe sobre eles é indireto, baseado em pequenos trechos de seus
escritos citados por autores posteriores (os ―fragmentos‖ dos pré-socráticos) e em
descrições feitas por autores posteriores a Sócrates (os “testemunhos”, ou
“doxografia”).
•
Grécia Antiga:
•
surgiu às 1as discussões sobre a natureza de todas as coisas que compõe o
Universo e os 1os estudos sobre o movimento foram realizados.
•
Os fenômenos naturais eram estudados pelos recém-surgidos "filósofos
naturais" (cientistas) que tinham por objetivo racionalizar o mundo, deixando de
lado os conceitos míticos e religiosos.
•
Os filósofos pré-socráticos (séc. VI a.C) tentavam entender a Physis — o
mundo natural:
OS PRÉ-SOCRÁTICOS E A BUSCA DO PRINCÍPIO UNIVERSAL, NA GRÉCIA
Entre os Séc. IX e VI a.C:
Devido o contato comercial e cultural com outros povos, trouxe aos gregos novas
concepções religiosas, políticas, filosóficas, científicas (matemática e astronomia)
que confrontou com o pensamento tradicional.
Surgiu uma sociedade mais aberta, pessoas mais confiantes em seu próprio poder
individual, que procurava fundamentar-se apenas no pensamento, na razão.
Assim, costuma-se dividir a filosofia grega em 2 períodos:
antes e depois de Sócrates.
Sócrates, um dos
mais importantes
filósofos da
história
OS PRÉ-SOCRÁTICOS E A BUSCA DO PRINCÍPIO UNIVERSAL, NA GRÉCIA
Pré-socrásticos (séc. VI a.C) -> o movimento era a mudança na realidade.
- A matéria era contínua, não aceitavam o ‗vazio‘ e, portanto, não podia haver
‗átomos‘;
- descrição era sensorialista baseada em propriedades macroscópicas.
Fala-se e escreve-se muito sobre Tales e outros; mas pouco se sabe, realmente,
sobre o que eles ensinaram.
Tales, Anaximandro e Anaxímenes de Mileto (Séc. VI a.C).
Possuem um ponto em comum: as coisas se originam de 1 única matéria
primordial, que seria o ―princípio‖ (em grego, ―argué‖, arché, tipo de ―argila‖
primordial).
A idéia básica pode ser esclarecida por meio de uma comparação (analogias).
Tales afirmava que o princípio era: a água.
De onde ele tirou essa idéia?
Não sabemos.
Tales de Mileto (640-546 a.C.)
No séc. IV a.C, Aristóteles, principal fonte, se baseou que a água seria aquilo de
onde se origina a vida e que é necessária p/ manter todos os seres. Logo, ela é
também o fim de tudo.
OS PRÉ-SOCRÁTICOS E A BUSCA DO PRINCÍPIO UNIVERSAL, NA GRÉCIA
Anaximandro de Mileto (610-547 a.C.)
O PENSAMENTO DE ANAXIMANDRO: A ORIGEM A PARTIR DO
―APEIRON‖ (Infinito ou ilimitado)
O apeiron é uma substância ou matéria primordial (se existe, ela é única)
desconhecida, talvez até impossível de ser observada, por ser infinita,
preenchendo todo o espaço.
Ele existiria dentro de tudo o que conhecemos, portanto, não existiria vazio ou
outro tipo de substância.
ANAXÍMENES: A ORIGEM A PARTIR DO AR
Redefiniu o infinito como sendo o ar ou vapor. O ar quente (rarefeito) se
torna fogo; ao se tornar frio (condensado), produz as nuvens, depois
água, terra, rochas, etc. Observação da ―mudança de estado do ar‖.
Esse ar está sempre se movendo e originava até mesmo os deuses. P/
ele, a alma era um tipo de ar interno.
Chamou a atenção p/ a importância do ar nos seres vivos: a respiração.
Os 3 filósofos deixaram sem solução o problema da mudança.
Anaximenes
(588-524 a.C.)
OS PRÉ-SOCRÁTICOS E A BUSCA DO PRINCÍPIO UNIVERSAL, NA GRÉCIA
Pitágoras de Samos (571-497 a.C.)
- Criador da palavra filósofo.
- Não distingue forma, lei e substância, considerando o número o elo entre os 4
elementos (terra, água, ar e fogo).
- P/ ele, as coisas são feitas de números (estudo das propriedades dos
números é sinônimo de harmonia).
- O cosmo (termo que contém as idéias de ordem, de correspondência e de
beleza) é regido por relações matemáticas.
OS PRÉ-SOCRÁTICOS E A BUSCA DO PRINCÍPIO UNIVERSAL, NA GRÉCIA
Xenófanes de Colofon (570-460 a.C): Teve como discípulo Parmênides e teve
influência da escola Pitagórica.
P/ ele o arché era a terra.
Heráclito de Éfeso, na Ásia Menor, (540-476 a.C.):
propunha que a matéria básica do Universo seria o fogo.
Parmênides de Eléia (530-460 a.C.):
Segundo ele, existem 2 elementos: o fogo e a terra.
O 1º elemento é criador, o 2º é matéria.
Os homens nasceram da terra. Trazem em si o calor e o frio, que entram na
composição de todas as coisas.
OS PRÉ-SOCRÁTICOS E A BUSCA DO PRINCÍPIO UNIVERSAL, NA GRÉCIA
OS 4 ELEMENTOS DE EMPÉDOCLES (Séc. V a.C)
Empédocles de Sicilia,
filósofo
Empédocles de Sicília (490-430 a.C.):
Apresentou a concepção dos 4 elementos ou ―raízes‖ que são associados a 4
divindades e aos 4 estados da natureza: :
Zeus (fogo) plasma;
Hera (ar) gasoso;
Hades (terra) sólido;
Nestis (água) líquido.
Aquilo que existe, existe sempre, mudando apenas suas combinações (diferentes
proporções) e sua aparência (formam as coisas).
A idéia de Empédocles surge de vários elementos, ao invés de 1 único princípio.
Ela é aproveitada pelos filósofos atomistas.
A FILOSOFIA PLATÔNICA E ARISTOTELICA
Eles defendiam a concepção de Empédocles de Sicília dos 4 elementos (terra, ar,
fogo e água) ou raízes. Eles não defendiam a ideia de vácuo.
Aristóteles (384 - 322 a.C.)
Platão (428/427 – 384/347 a.C.)
Timeu assume que tudo foi
planejado de acordo com leis
matemáticas (segue a tradição
Pitagórica) p/ provar que devem
existir 4 substâncias naturais
(terra, fogo, água e ar) e também
4 figuras geométricas 3-D.
as da terra, cubos
As do fogo,
tetraedros
(pirâmides de base
triangular)
Platão e
Aristóteles.
Platão segura
na mão o seu
livro Timeu,.
as do ar, octaedros
as da água,
icosaedros
Aceitava a Teoria dos 4
Elementos de Empédocles, mas
acrescentava um 5º elemento ou
quintessência (o éter).
Assim, o universo seria, dividido em 2
partes distintas:
1- o mundo celeste, a partir da Lua, seria
feito de éter.
2- o mundo terrestre, ou sublunar (abaixo
da Lua), seria formado pelos 4 elementos.
MODELOS ATÔMICOS
FILÓSOFOS GREGOS
Tales de Mileto (625-547)
• A ÁGUA é a essência de tudo.
Anaxímenes (séc. VI a.C.)
• O AR seria o elemento que constituiria
O universo.
Heráclito (540-480 a.C.)
• O FOGO é o terceiro elemento da
Matéria, capaz de transformá-la.
Empédocles (480-430 a.C.)
Anaxímenes
AR
(VI a.C.)
Tales de Mileto
(625-547 a.C.) ÁGUA
• A TERRA é o quarto elemento da
Matéria.
FOGO
Heráclito
(540-480 a.C.)
Empédocles
TERRA (490-430 a.C.)
ARISTÓTELES
(IV a.C.)
Aristóteles (séc. IV a.C.)
• Água, Ar, Fogo e Terra podem se
transformar um no outro, dando origem a
Novos materiais.
Professor Fabiano Ramos Costa
A FILOSOFIA ATOMISTA
Leucipo de Mileto (500a.C-?)
Demócrito de Abdera (460-370a.C)
No séc. V a.C, eles admitiam a idéia de um princípio material de todas as coisas
e a existência de espaço vazio (vácuo) infinito no qual essa matéria se movia.
Até essa época, o universo era totalmente preenchido pela matéria.
Propuseram a 1ª Teoria Atômica chamada de ―Descontinuidade da Matéria‖.
Esses átomos se reuniam, depois, a outros átomos, p/ formar novos objetos.
Átomos de:
aço formato que se assemelha a ganchos, que
os prendem solidamente entre si;
água são lisos e escorregadios;
sal, por causa de seu gosto, são ásperos e
pontudos;
ar são pequenos e pouco ligados, penetrando
todos os outros materiais;
alma e fogo são esféricos e muito delicados.
Difundiram o Atomismo
Epicuro de Samos (341270 a.C), atomista mais
importante dessa época.
Titus Lucretius Carus
ou Lucrécio (98-55
a.C)
MODELOS ATÔMICOS
FILÓSOFOS GREGOS
Leucipo (séc V a.C.)
Demócrito (470-360 a.C.)
• A matéria não pode ser dividida infinitamente.
• A matéria tem um limite com as características
do todo.
• Este limite seriam partículas bastante pequenas
que não poderiam ser divididas, os ÁTOMOS.
A = não
Tomos = partes +
.
Átomo = indivisível
Atomismo
Idéia filosófica usado para explicar o universo,
onde uma pequena partícula era formadora de
tudo.
O Átomo dos Gregos
Era uma partícula indivisível, compacta e indestrutível.
O Átomo de 1803 - 1808 - Dalton
Procurando explicar as leis de Lavoisier e Proust, o cientista
John Dalton, criou uma teoria baseada na idéia do atomismo.
Sugeriu um modelo com átomos para descrever as
propriedades de reações químicas.
Dalton converteu a filosofia atomística dos gregos em uma
teoria científica, no livro “New System of Chemical
Philosophy”.
John Dalton
(1766–1844)
Pela 1a vez, vemos os átomos sendo usados p/
descrever quantidades mensuráveis.
Essa teoria dizia:
• A matéria era formada por átomos;
• Os átomos de símbolos diferentes possuem propriedades diferentes;
•Compostos químicos = combinação de dois ou mais átomos.
Modelo da Bola de Bilhar
Era uma esfera indivisível, maciça, homogênea, de
massa e volume variando de acordo com o
elemento.
Tabela de Dalton, dos elementos e suas
combinações
MODELOS ATÔMICOS
1º MODELO ATÔMICO
EXPERIMENTAL
John DALTON (1766-1844)
• Os átomos são esféricos e maciços.
• São indivisíveis e indestrutíveis.
• Átomos de elementos diferentes têm
massas diferentes.
• Átomos combinam-se em várias
proporções de números simples, formando
substâncias.
• Durante uma reação química, os átomos
não são criados nem destruídos, apenas
trocam de parceiros p/ produzirem novas
substâncias.
DEFEITO DO MODELO
• Não explicou a eletricidade.
• Não explicou a radioatividade.
MODELOS ATÔMICOS
A ELETRICIDADE E O
ELÉTRON
Tales de Mileto (640 – 546 a.C.)
• Lã atritada a pedaço de âmbar (elektron)
eletriza-se. Característica elétrica da maéria.
Michael Faraday (1791-1867)
• Uma solução atravessada pela corrente
elétrica, deposita materiais com massas
proporcionais à corrente.
• A eletricidade está relacionada com
uma partícula.
William Crookes (1832-1919)
• Ampolas de gás a baixa pressão ou ampolas
de Crookes. submetida a elevada ddp emitiam
raios luminosos do pólo – (catodo) p/ o + (anodo)
denominado de raios catódicos por Eugen
Goldstein (1850-1931).
J. J. Thomson (1856-1909)
• Os raios catódicos das ampolas de Crookes
desviavam na direção do pólo +, portanto
têm carga elétrica -, chamadas ELÉTRONS.
1897: átomo não é indivisível
Thomson descobre uma peça fundamental do átomo: o elétron
Thomson, no Lab. Cavendish: “Temos nos raios catódicos matéria em
um novo estado"
O que são os raios catódicos?
 1894: Thomson mede a vraios catódicos <<< c.
1895: Raios catódicos têm carga elétrica -.
Os átomos teriam partes? Thomson sugeria que sim! Dizia que os raios
catódicos seriam realmente feixes de pequenas partes do átomo.
Crookes fez experiências levaram-no a concluir isso.
1ª- Os raios catódicos, quando incidem sobre um anteparo,
produzem uma sombra na parede oposta do tubo, permitindo
concluir que se propagam em linha reta.
2ª- mostrou que os raios catódicos são desviados por um
campo elétrico p/ o lado da placa +.
Dessas experiências, Thomson concluiu que os raios eram
partículas carregadas -.
A questão então era
―Que partículas são essas? átomos,
moléculas, ou uma subdivisão de matéria?―
3ª- Apesar dele não poder medir diretamente a carga e a massa
de tal partícula, ele pode medir quanto os raios eram desviados
por um campo magnético, e quanta energia eles carregavam.
A partir desses dados, obteve a razão entre massa e carga
elétrica (m/e).
EXPERIÊNCIAS ELÉTRICAS
Em 1897, o físico inglês Joseph John
Thomson, passou a chamar os raios catódicos de
elétrons.
Thomson determinou, o valor da relação e/m
entre a carga do elétron e sua massa.
e
m
 1,76  10 C  Kg
11
Conclusão: Átomo não é fundamental!!!
1
EXPERIÊNCIAS ELÉTRICAS
Em 1886, o físico Eugen Goldtein
descobriu um novo tipo de raios positivos, os
quais dependem do gás utilizado. As
menores
partículas
que
compunham,
denomina-se próton.
MODELOS ATÔMICOS
O MODELO ATÔMICO DE DALTON NÃO EXPLICAVA
SATISFATORIAMENTE OS FENÔMENOS ELÉTRICOS
DA MATÉRIA.
PORTANTO, O MODELO ESTÁ INCORRETO!
MODELOS ATÔMICOS
MODELO ATÔMICO
DE THOMSON (1898)
J. J. Thomson (1856-1909)
Joseph
John
Thompson
Modelo atômico de ―Pudim de passas‖.
• O átomo como um todo tem carga nula.
• Assim sendo, se há a presença de
elétrons com carga -, há também a
presença de cargas + no átomo.
CONTRIBUIÇÃO DE THOMSON
SOBRE O MODELO ATÔMICO
• Thomson propôs que o átomo seria uma
espécie de bolha gelatinosa, completamente
maciça onde haveria a totalidade da carga
+ homogeneamente distribuída.
• Incrustada nessa gelatina estariam os
Elétrons (de carga negativa).
• Juntos à massa, formariam uma carga
líquida igual a zero.
O MODELO ATÔMICO DE THOMSON
FOI DERRUBADO EM 1908 POR
ERNERST RUTHERFORD.
EXPERIÊNCIA DE MILLIKAM
A determinação da carga de elétron foi
feita pela 1ª vez por Millikam, em 1909
através da seguinte experiência.
CARGA E MASSA DO
ELÉTRON
e
m
 1,76  10 C  Kg
11
e  1,60  10 C
19
1
19
1,60  10 C
m
11
1
1,76  10 C  Kg
m  9,09  10
31
Kg
Matéria e Carga Elétrica
• A Matéria é formada de átomos que por sua vez são
formados por partículas, cujas cargas e massas são:



Interações Gravitacional
e Eletromagnética
Interação Forte
Interação Fraca
Matéria e Carga Elétrica
A estrutura atômica mostra que os elétrons são as
partículas que orbitam em torno do núcleo, onde se
localizam os prótons.
ÁTOMO
Núcleo
Eletrosfera
-Prótons
-Neutrons
- Elétrons
Para o átomo de H, onde: r = 5,3 10-11 m
Atração elétrica entre elétron e próton @ 3,7 108 N
Atração gravitacional entre elétron e próton @ 8,1 1047 N
Fc
3, 7.10 8
39


0,
4568.10
FG 8,1.10 47
MODELOS ATÔMICOS
A RADIOATIVIDADE E A
DERRUBADA DO MODELO
ATÔMICO DE THOMSON
Wilhelm Röntgen (1845-1923)
• Estudava raios emitidos pela ampola de
Crookes.
• Repentinamente, notou que raios
Desconhecidos saíam dessa ampola,
Atravessavam corpos e impressionavam
Chapas fotográficas.
• Como os raios eram desconhecidos,
Chamou-os de RAIOS-X.
Henri Becquerel (1852-1908)
• Tentava relacionar fosforescência de
Minerais à base de urânios com os raios-X.
• Pensou que dependiam da luz solar.
• Num dia nublado, guardou uma amostra
De urânio numa gaveta embrulhada em
Papel preto e espesso. Mesmo assim,
Revelou uma chapa fotográfica.
• Inicia-se, portanto os estudos relacionados
À RADIOATIVIDADE.
MODELOS ATÔMICOS
CASAL CURIE
versus
RADIOATIVIDADE
Pierre Curie (1859-1906)
Marie Curie (1867-1934)
• Estudaram incansavelmente os fenômenos
relacionados à radioatividade, mas não puderam
explicar a origem da radiação emitida por
determinados átomos.
SENDO O ÁTOMO, ATÉ ENTÃO,
COMPLETAMENTE MACIÇO, COMO
EXPLICAR TAL FENÔMENO?
QUAL A CARGA DAS PARTÍCULAS
RADIOATIVAS: NEGATIVA, POSITIVA
OU NEUTRA? QUAL SUA MASSA?
Um outro pesquisador, Ernerst Rutherford,
convencido por J. J. Thomson, começa a
pesquisar materiais radioativos e, aos 26 anos
de idade, notou que havia 2 tipos de radiação:
Uma positiva (alfa) e outra negativa (beta). Assim
inicia-se o processo para determinação de
NOVO MODELO ATÔMICO.
MODELOS ATÔMICOS
MODELO ATÔMICO DE
RUTHERFORD (1911)
Ernerst Rutherford (1871-1937)



Elemento
radioativo
Caixa de chumbo
• Observou que as partículas  (+) desviavam bem
pouco da sua trajetória ao passar por um campo
elétrico, quando comparadas com o desvio das
partículas  (-).
• CONCLUSÃO: a partícula  tem mais
massa que a partícula .
vpartículas alfa  21.000km/s
RUTHERFORD PROPÕE A 2 DE SEUS
ALUNOS, JOHANNES HANS WILHELM GEIGER E
ERNERST MARSDEN QUE BOMBARDEASSEM
FINAS FOLHAS DE METAIS COM AS PARTÍCULAS
 A FIM DE COMPROVAR, OU NÃO, O MODELO
DE ÁTOMO DE THOMSON.
Experiência de Rutherford por Geiger-Marsden (1908)
Em 1908 Hans Geiger e Ernest Marsden, trabalhando com Ernest Rutherford
no Laboratório de Física da Universidade de Manchester, mediram a
distribuição angular das partículas alfa ao ser espalhadas a partir de uma
folha fina de ouro (10-4 mm).
As patículas alfa (átomos ionizados de He)
são emitidas por uma fonte radioativa
Polônio (Po) e colimadas em um feixe
dirigido para a lâmina ou folha de ouro no qual
são bombardeadas.
As partículas alfa são espalhadas e
detectadas (por sinais de luz) ao se
chocarem em uma tela de cintilação de
Sulfeto de Zinco.
MODELOS ATÔMICOS
MODELO ATÔMICO DE
RUTHERFORD
Caso o Modelo de Thomson
Estivesse CORRETO!!!
• Como o átomo, segundo Thomson, era uma
espécie de bolha gelatinosa, completamente
neutra, no momento em que as partículas
alfa (numa velocidade muito grande) colidissem
com esses átomos, passariam direto, podendo
sofrer pequeníssimos desvios de sua trajetória.
O QUE REALMENTE FOI
OBSERVADO?????????
• A maioria das partículas alfa passou direto
pela fina folha de metal, sem sofrer desvios.
Contudo, vez em quando, algumas partículas
alfa desviavam bastante da trajetória com
Ângulos superiores a 90º.
Algumas partículas retornaram...
ENTÃO, COMO EXPLICAR TAL FATO?
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MODELOS ATÔMICOS
MODELO ATÔMICO DE
RUTHERFORD
PROPOSTA DE RUTHERFORD
PARA EXPLICAR AS OBSERVAÇÕES
DO LABORATÓRIO
• P/ que a partícula  pudesse inverter sua
trajetória, deveria encontrar uma carga + bastante
concentrada na região nuclear, com massa
bastante pronunciada.
• Rutherford propôs que essa região central,
chamada NÚCLEO, conteria toda a massa do
átomo, assim como a totalidade da carga +.
• Os elétrons estariam girando circularmente ao
redor desse núcleo, numa região chamada de
ELETROSFERA.
• P/ cada elétron deveria existir uma carga + na
região nuclear. Essa partícula + era o PRÓTON.
• A região nuclear deveria ser cerca de 10.000 a
100.000 vezes menor que a eletrosfera, pois
de cada 10.000 a 100.000 partículas que
passaram direto, uma sofreu deflexão.
SURGE ASSIM, O ÁTOMO NUCLEAR
• O próton é cerca de 1836 vezes mais pesado que
1 elétron.
Átomo é instável.
PORTANTO, O MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD, MESMO EXPLICANDO O QUE
FOI OBSERVADO NO LABORATÓRIO APRESENTA UMA INCORREÇÃO.
O PROBLEMA DO MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD
P/ os físicos, toda carga elétrica em movimento, como os elétrons, perde energia
na forma de luz, diminuindo sua energia cinética e a conseqüente
atração entre prótons e elétrons faria com que houvesse uma colisão entre eles,
destruindo o átomo. ALGO QUE NÃO OCORRE.
MODELOS ATÔMICOS
MODELO ATÔMICO DE
BOHR (1913)
Niels Bohr (1885-1962)
• Estudava espectros de emissão do gás Hidrogênio.
• O gás Hidrogênio (H2) aprisionado numa âmpola
submetida a alta ddp emitia luz vermelha.
Ao passar por um prisma, essa luz se subdividia em
diferentes comprimentos de onda e freqüência,
caracterizando um espectro luminoso descontínuo.
A EXPLICAÇÃO
• Os elétrons estão movimentando ao redor do
núcleo em órbitas de energia FIXA, QUANTIZADA
E ESTACIONÁRIA (AS CAMADAS).
• Ao receber energia, o elétron salta p/ uma
camada mais externa (mais energética), ficando
num estado EXCITADO.
• Ao retornar p/ uma camada menos energética,
libera parte da energia absorvida na forma de
ondas eletromagnética (LUZ), que pode ser
visível, ou não.
MODELO ATÔMICO DE
BOHR
MODELOS ATÔMICOS
A ELETROSFERA
K
2
L M N O P
8 18 32 32 18
Q
8
• A energia do elétron, numa camada é sempre
a mesma.
• Só é permitido ao elétron movimentar-se na
Camada.
• Quanto mais afastada do núcleo, maior a
Energia da camada.
• Cada camada de energia possui uma quantidade máxima de elétrons.
• A energia emitida pelo elétron corresponde à
diferença entre a energia das camadas de
origem e destino.
• Quanto maior a energia transportada, maior
Será a freqüência da onda eletromagnética.
• Retornos eletrônicos para a camada K,
liberação de luz no ULTRAVIOLETA.
• Retornos eletrônicos para a camada L,
liberação de luz no VISÍVEL.
• Retornos eletrônicos para a camada M,
liberação de luz no INFRAVERMELHO.
MODELO DE BOHR
MODELO DE BOHR
•
Baseado na mecânica quântica, Niels Böhr apresentou
uma correção ao modelo de Rutherford através dos
seguintes postulados:
1. Em um átomo são permitidas somente algumas
órbitas circulares ao elétron, sendo que em cada
uma dessas órbitas o elétron apresenta energia
constante.
2. Um elétron não pode assumir qualquer valor de
energia, mas somente determinados valores que
correspondem às órbitas permitidas, tendo, assim,
determinados níveis de energia ou camadas
energéticas.
3. Um elétron, quando localizado numa dessas órbitas,
não perde nem ganha energia espontaneamente.
MODELO DE BOHR
4. Um elétron pode absorver energia de uma fonte
externa somente em unidades discretas chamas
quanta.
5. Quando um elétron absorve um quantum de energia,
ele salta para uma órbita mais energética,
ligeiramente mais afastada do núcleo.
6. Quando o elétron retorna à órbita menos energética,
ele perde, na forma de onda eletromagnética, uma
quantidade de energia que corresponde à diferença
de energia existente entre as órbitas envolvidas no
movimento do elétron.
MODELO DE BOHR
Modelo atômico de Bohr (1913)

Átomo de Bohr
 



Estados estacionários: não perdem energia
Somente algumas órbitas (com determinado raio seria
possível)
r  0,053  10 9 n 2 ( m ) com n  1,2,3

n  1 a0  0,053  10 9 m
1eV = Energia adquirida
por um elétron quando
acelerado por uma
diferença de potencial
de 1V
 13,6
En 
eV
2
n
Raio de Bohr
Modelo atômico de Bohr (1913)
 1

1
E f  Ei  13,6 2  2 
n

n
i
f


 13,6
En 
eV
2
n
E (eV )
0
ni
nf
Fóton de luz
emitido
hf  E f  Ei
E (eV )
0
nf
ni
Fóton de luz
absorvido
hf  E f  Ei
Aplicação do Modelo de Bohr: foguete pirotécnico ou fogo de artifício
É um explosivo com pavio p/ iniciar a combustão que provoca a rápida
ascensão do foguete, que a certa altura explode violentamente.
Conforme o elemento químico adicionado junto à mistura explosiva,
podem ser obtidas diferentes cores, ver na tabela abaixo:
As cores nos fogos
de artifício vem de
sua composição, que
inclui
os
sais
emissores e ainda o
material combustível,
necessário
p/
o
aquecimento
dos
sais.
- arte vinda da China antiga;
- Antes do Séc. XIX só o amarelo e o laranja eram
produzidas; os compostos clorados, entretanto,
adicionaram vermelhos e verdes.
- Todos os compostos, quando aquecidos, emitem luz.
Lembrar: ao colocar um garfo metálico na chama do
fogão; ele, aquecido, emite luz vermelha.
1914
d.d.p retarda o elétron entre G e A.
corrente
d.d.p entre
C e G.
o espalhamento inelástico de
elétrons por átomos da gota de
mercúrio (= 150oC) na forma de
vapor no tubo.
Energia de excitação do Hg (4,9eV).
MODELOS ATÔMICOS
MODELO ATÔMICO DE
SOMMERFELD (1916-1925)
A ELETROSFERA
• Para átomos com mais de um elétron,
Ao se ampliar as raias luminosas, subdivisões
Apareciam, caracterizando que o elétron, ao
Retornar para a camada, não voltava
Exatamente para a camada, mas para bem
Próximo dela, emitindo ondas eletromagnéticas
Com energias bem próximas umas das outras.
• Os átomos multieletrônicos devem possuir
Subcamadas ou subníveis de energia, caracterizados por órbitas elípticas, além das circulares,
segundo o modelo de Bohr.
?
Ampliação
Feixe de
Luz
Espectro
Descontínuo
• Em cada nível só pode existir uma órbita
circular, as outras são elípticas.
MODELO DE SOMMERFELD
• Com o avanço da espectroscopia, foi possível
observar
que
as
raias
consideradas
anteriormente constituídas por uma única linha
eram, na realidade, um conjunto de linhas
distintas muito próximas umas das outras.
MODELO DE SOMMERFELD
• Para explicar esta multiplicidade das raias
espectrais verificadas experimentalmente,
em 1915 o físico alemão Arnold
Sommerfeld propôs o seguinte modelo:
―Cada nível de energia n está dividido em
n subníveis, correspondentes a uma órbita
circular e a n-1 órbitas elípticas‖.
O Átomo de 1916 - Sommerfeld
Observando espectros de emissão mais complexos,
Sommerfeld deduziu teorias sobre os níveis de energia
que alterariam algumas idéias dos modelos passados.
Ele deduziu que:
• Os níveis de energia eram divididos
em regiões ainda menores – surge os
SUBNÍVEIS;
• As denominações dos subníveis
eram de acordo com a forma
geométrica em que eram observados
(circulares ou elípticas).
S = Sharp
P = principal
D = diffuse
F = fine
17/26
MODELOS ATÔMICOS
625 a.C.
Séc. IV a.C.
Teoria dos
Quatro
Elementos;
Água,
Ar,
Fogo,
Terra
Séc. V a.C.
Teoria
Atômica:
Demócrito
Leucipo
1803
John
Dalton
1º Modelo
Atômico
Experimental
Filósofos Gregos
a. C.
LINHA DO TEMPO
1897
J. J.
Thomson
Introduziu
Cargas
Elétricas
No Modelo
Atômico
1911
1913
Ernerst
Rutherford
Modelo
Atômico
Nuclear
Niels
Bohr
Camadas
Eletrônicas
Circulares
Átomos Maciços
Matéria Contínua
1925
Sommerfeld
Camadas
Eletrônicas
Elípticas
Átomos Nucleados
Matéria Descontínua
Teorias Finais
De Broglie
• Propôs que os elétrons
tinham
comportamento
duplo: PARTÍCULA-ONDA
Núcleo
Órbitas (níveis)
Heisenberg
• Sugeriu
que
os
elétrons não estavam
em órbitas, mas em
regiões
de
maior
possibilidade
de
encontrá-los (ORBITAL).
Orbital
MODELOS ATÔMICOS
MODELO ATÔMICO
ATUAL (ORBITAL)
Problemas Acerca do Modelo de Bohr
• 1924 – Louis de Broglie: Dualidade da Matéria
Toda e qualquer massa pode se comportar
como onda.
• Heisenberg: Princípio da Incerteza
É impossível determinar ao mesmo tempo a
posição e a velocidade do elétron.
• Schrödinger: Orbitais
O elétron, como onda, pode ser encontrado ao
redor do núcleo em regiões de máxima
probabilidade (orbital).
MODELOS ATÔMICOS
MODELO ATÔMICO
ATUAL (ORBITAL)
ESTUDO DOS ORBITAIS

 
• Em cada orbital só há, no máximo, 2 elétrons,
representados por meia-seta para cima e
meia-seta para baixo (spins). Os elétrons
obrigatoriamente têm de possuir spins opostos.
s2
p6
d
10
• Os orbitais se combinam formando os
subníveis.
f 14
PARA COLOCAR OS SUBNÍVEIS EM
ORDEM CRESCENTE DE ENERGIA NAS
CAMADAS UTILIZAREMOS O DIAGRAMA
DE LINUS PAULING
• Os subníveis se combinam formando as
camadas.
MODELO ATÔMICO
ATUAL (ORBITAL)
MODELOS ATÔMICOS
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f
DIAGRAMA DE LINUS PAULING
• Coloca os subníveis em ordem crescente de
Energia.
2
6
2
1s 2s 2 p 3 s
6
2
3 p 4 s 3d
4d
10
6
10
5 p 6s
6s 6p 6d
4f
14
7s 7p
5f
14
10
2
6
4 p 5s
2
6
5d
6 p 7s
6 d 10 7 p 6
2
2
MODELO ATÔMICO
ATUAL (ORBITAL)
MODELOS ATÔMICOS
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f
6s 6p 6d
7s 7p
CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA
• Fazer a configuração eletrônica do cádmio,
possuidor de 24 elétrons na sua eletrosfera.
2
6
2
2
1s 2s 2 p 3 s
6
3 p 4s
2

4s

1

2
3d
s d


3d

4


4
5


sd
1

5
MODELO ATÔMICO
ATUAL (ORBITAL)
MODELOS ATÔMICOS
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f
6s 6p 6d
7s 7p
CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA
• Fazer a configuração eletrônica do cobre,
possuidor de 29 elétrons na sua eletrosfera.
2
2
6
1s 2s 2 p 3 s
6
3 p 4s
2

4s
3d
2
9
    
1

3d
10
    
s d sd
2
9
1
10
MODELO ATÔMICO
ATUAL (ORBITAL)
MODELOS ATÔMICOS
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f
CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA
• Fazer a configuração eletrônica do Ferro,
possuidor de 26 elétrons na sua eletrosfera.
2
6
2
1s 2s 2 p 3 s
6
3 p 4s
2
3d
2
6

 




  


6s 6p 6d
7s 7p
MODELOS ATÔMICOS
REPRESENTANDO UM ÁTOMO
NÚMERO ATÔMICO
• Indica o total de prótons no núcleo de
um átomo.
• É representado pela letra ―Z‖, maiúscula.
NÚMERO DE MASSA
• Indica a massa relativa de um átomo.
• É calculada através da somados do
total de prótons com o total de nêutrons
No núcleo do átomo.
•É representado pela letra ―A‖, maiúscula.
REPRESENTANDO UM ÁTOMO
A
Z
X
O nêutron foi descoberto em 1932 pelo físico inglês Chadwick.
C arg a
REPRESENTANDO UM ÁTOMO
MODELOS ATÔMICOS
40
20
39
19
32
16
Ca
K
S
1
2
Z = 20
p+
A = 40
nº = 20
Z = 19
p+
A = 39
nº = 20
Z = 16
p+ = 16
A = 32
nº = 16
= 20
= 19
= 20
• Total de prótons = total elétrons.
• ÁTOMO NEUTRO.
= 18
• Total de prótons > total elétrons.
• ÍON POSITIVO = CÁTION.
e- = 18
• Total de prótons < total elétrons.
• ÍON NEGATIVO = ÂNION.
e-
e-
MODELOS ATÔMICOS (Personalidades)
Idade Antiga
Idade Contemporânea
4000a.C-Séc.V
séc. XIX-?
Leucipo de Mileto
(500a.C-?)
Demócrito de Abdera (460-370a.C)
Idade Moderna
Séc.XV-Séc. XVIII
J. Dalton (1766-1844)
Modelo da Bola de Bilhar
Leis Ponderais das Reações Químicas
E. Rutherford (1871-1937)
Modelo Planetário do Átomo
ou Modelo do Átomo Nuclear
Experiências de Radioatividade
N. H. D. Bohr (1885-1962)
Modelo
Experiências de Espectroscopia do H
Idade Contemporânea
séc. XIX-?
A. J. W. Sommerfeld (1868-1951)
Espectroscopia de Átomos Multieletrônicos
1897, J.J. Thomson (1856-1940)
descobre o elétron
Modelo Atômico de Pudim com Passas
ou Ameixas
Experiências de Eletricidade (Tubos de
Crookes)
E. Schrödinger (1887-1961)
Modelo de Orbitais
• Quem comprovou a natureza
elétrica do átomo?
• A idéia onde o universo era
formado por átomos chamavase?
Atomismo
• Qual o filósofo que nomeou
o termo átomo?
Demócrito
• O que quer dizer átomo?
Indivisível
• Como Dalton descrevia o
átomo?
Esfera
indivisível,
maciça,
homogênea de massa e volume
variável.
Thompson
• Qual o aparelho foi usado
por Thompson para formular
seu modelo atômico?
Ampola de Crookes
• O nome do cientista que
nomeou o termo elétron foi ...
Stoney , porém W. Gilbert
já havia nomeado.
• Rutherford bombardeou que
metal
para
realizar
seu
experimento?
Ouro
•Qual o elemento
Rutherford
usou
bombardear o ouro?
químico
para
• Qual
modelo
atômico
comparado ao sistema solar?
foi
O modelo de Rutherford
Polônio
•Qual a região do átomo que é
a mais densa (pesada)?
• Porque
o
núcleo
eletrosfera se atraem?
e
a
Por que ambos possuem cargas
contrárias
Núcleo
•Como
são
chamados
prótons e os nêutrons
estarem no núcleo?
os
por
Nucleons
• O que ocorreu com a maioria
das
partículas
alfa
no
bombardeamento
de
Rutherford?
Ultrapassaram a lâmina de ouro
• Que
experiência
Bohr
realizou para concluir a
existência dos níveis de
energia?
Espectros de emissão
•Quantas
órbitas
dividida a eletrosfera?
Sete órbitas
foram
• Em qual estado um elétron
permanece em seus nível sem
receber ou liberar energia?
Estado fundamental
• Quantos elétrons tem a camada
M?
18
•Quem definiu a teoria dos
subníveis?
Sommerfeld
•Quais
as
letras
que
representam os quatro subníveis
de Sommerfeld?
S, P, D e F
•Como
um
elétrons
comporta
segundo
Broglie?
se
De
Como uma partícula-onda
• O que é um orbital?
Local de maior probabilidade de
encontrar um elétron
• O que é um fóton?
Forma de energia liberada
por um elétron no estado
excitado
eletromagnética
forte

fraca
Gráviton não foi detectada da Gravitacional.