Estrutura do Átomo

QUÍMICA - TURMA SEMI
PROF. SOUZA
Estrutura do Átomo – Modelos Atômicos
Teoria Clássica de Dalton (1808) – “Bola de Bilhar”.
Postulados de Dalton:
A matéria é composta por minúsculas partículas - átomos.
Átomo partícula pequena, maciça, indivisível.
3. Os átomos de um determinado elemento são idênticos
em massa e apresentam as mesmas propriedades
químicas.
4. Átomos de diferentes elementos apresentam massa e
propriedades diferentes.
5. As reações químicas correspondem a uma
reorganização de átomos.
6. Os compostos são formados pela combinação de
átomos de elementos diferentes em proporções fixas.
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O átomo é descontínuo, ou seja, predominam grandes
espaços vazios denominados eletrosfera onde estariam
localizados os elétrons.
O átomo é constituído por uma pequena região maciça,
denominada de núcleo de carga positiva, onde estaria
concentrada a massa do átomo.
O raio de átomo de ouro é da ordem de 10 mil a 100 mil
vezes maior do que o seu próprio núcleo.
Descoberta do nêutron por James Chadwick (1932)
2
α 4 + 4 Be 9 → 6 C 13 →
6C
12
+n
Partículas elementares
2. Descoberta dos Elétrons
2.1- Tubos de raios catódicos de Geissler e Crookes
(1850): Feixe de luz formado pelos raios catódicos.
2.2 – Modelo Atômico de Thomson (1898) - Divisibilidade
do átomo e natureza elétrica da matéria
Raios catódicos formados por partículas de carga
negativa (elétrons).
Átomo partícula pequena, esférica, maciça dotada de
cargas positiva e negativa - “pasta” positiva “recheada”
pelos elétrons de carga negativa.
Descoberta dos Prótons - Eugen Goldstein (1886): Tubo
de Crookes modificado para produzir um novo tipo de
raio, carregado positivamente.
Modelo de Rutherford (1911) – “Modelo de sistema
planetário”
ÁTOMOS E ELEMENTOS QUÍMICOS
Número Atômico (Z) - É o número de prótons existentes
no núcleo de um átomo. Número que identifica o átomo.
Número de Massa (A) - É a soma do número de prótons
com o número de nêutrons do átomo.
Elemento Químico - Conjunto de átomos de mesmo
número atômico ( isótopos).
Relações entre os átomos
1 – Isótopos – são átomos que apresentam o mesmo
número atômico e diferentes números de massas.
1
2
3
1H 1H 1H
2 – Isóbaros – são átomos que apresentam diferentes
números atômicos e mesmo número de massa.
40
40
40
18Ar 19K 20Ca
3 – Isótonos – são átomos que apresentam diferentes
números atômicos, diferentes números de massa, e o
mesmo número de nêutrons
11
12
5B 6C
Isoeletrônicos – Espécies químicas que apresentam o
mesmo número de elétrons.
10Ne, 11Na
+;
12Mg
2+;
3+
13Al
Átomos e seus íons
Modelo de Niels Bohr - Propôs que os elétrons, em torno
do núcleo atômico, giram em órbitas estacionárias
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denominadas de " níveis de energia", "camadas
eletrônicas".
A teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes
postulados:
1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares
estacionárias ao redor do núcleo, sem emitirem nem
absorverem energia.
2º postulado: Fornecendo energia a um átomo, um ou
mais elétrons a absorvem e saltam para níveis mais
afastados do núcleo. Ao voltarem as suas órbitas
originais, devolvem a energia recebida em forma de luz.
Camadas eletrônicas
Modelo Atômico de Sommerfeld - Os elétrons de um
mesmo nível, ocupam órbitas de trajetórias diferentes
(circulares e elípticas) a que denominou de subníveis, que
podem ser de quatro tipos: s , p , d , f .
Subníveis de energia
As camadas ou níveis de energia são formados de
subcamadas ou subníveis de energia, designados pelas
letras s, p, d, f.
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Modelo atômico atual - O modelo atômico atual é um
modelo matemático - probabilístico que se baseia em
dois princípios:
Princípio da Incerteza de Heisenberg: É impossível
determinar com precisão a posição e a velocidade de
um elétron num mesmo instante.
Princípio da Dualidade da matéria de Louis de
Broglie: O elétron apresenta característica DUAL, ou
seja, comporta-se como matéria e energia sendo uma
partícula-onda.
Erwin Schröndinger - Orbital é a região onde é mais
provável encontrar um elétron.
NÚMEROS QUÂNTICOS
1 - Número quântico principal (n) - Localiza o elétron em
seu nível de energia.
2 - Número quântico secundário (l): Localiza o elétron no
seu subnível de energia e dá o formato do orbital.
3 - Número quântico magnético(m): Localiza o elétron no
orbital e dá a orientação espacial dos orbitais. O número
quântico magnético pode assumir valores que vão desde
- l até + l, passando pelo zero.
4- Número quântico de Spin (S): Relacionado com o
movimento de rotação do elétron em um orbital.
S = -1/2 e +1/2
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Princípio da exclusão de Pauli - Em um orbital, podem
existir no máximo dois elétrons que devem ter spins
contrários.
Regra de Hund - Ao ser preenchido um subnível, cada
orbital desse subnível recebe inicialmente apenas um
elétron; somente depois de o último orbital desse subnível
ter recebido seu primeiro elétron começa o
preenchimento de cada orbital semi preenchimento com o
segundo elétron.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
EXERCÍCIOS DE ESTRUTRA ATÔMICA
As figuras representam alguns experimentos de raios
catódicos realizados no início do século passado, no
estudo da estrutura atômica.
O tubo nas figuras (a) e (b) contém um gás submetido à
alta tensão. Figura (a): antes de ser evacuado. Figura (b):
a baixas pressões.
Quando se reduz a pressão há surgimento de uma
incandescência, cuja cor depende do gás no tubo. A
figura (c) apresenta a deflexão dos raios catódicos em um
campo elétrico.
Em relação aos experimentos e às teorias atômicas,
analise as seguintes afirmações:
I.
Na figura (b), fica evidenciado que os raios
catódicos se movimentam numa trajetória linear.
II.
Na figura (c), verifica-se que os raios catódicos
apresentam carga elétrica negativa.
III.
Os raios catódicos são constituídos por partículas
alfa.
IV.
Esses experimentos são aqueles desenvolvidos
por Rutherford para propor a sua teoria atômica,
conhecido como modelo de Rutherford.
As afirmativas corretas são aquelas contidas apenas em:
a) I, II e III. b) II, III e IV.
c) I e II.
d) II e IV.
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02) Numere a segunda coluna de acordo com a primeira,
relacionando os nomes dos cientistas com os modelos
atômicos.
1. Dalton
3. Niels Bohr
2. Rutheford
4. J. J. Thomson
( ) Descoberta do átomo e seu tamanho relativo.
( ) Átomos esféricos, maciços, indivisíveis.
( ) Modelo semelhante a um "pudim de passas" com
cargas positivas e negativas em igual número.
( ) Os átomos giram em torno do núcleo em determinadas
órbitas.
Assinale a sequência CORRETA encontrada:
a) 1 - 2 - 4 - 3
b) 1 - 4 - 3 - 2
c) 2 - 1 - 4 - 3
d) 3 - 4 - 2 - 1
e) 4 - 1 - 2 – 3
03) Um experimento conduzido pela equipe de Rutherford
consistiu no bombardeamento de finas lâminas de ouro,
para estudo de desvios de partículas alfa. Rutherford
pôde observar que a maioria das partículas alfa
atravessava a fina lâmina de ouro, uma pequena parcela
era desviada de sua trajetória e uma outra pequena
parcela era refletida. Rutherford então idealizou um outro
modelo atômico, que explicava os resultados obtidos no
experimento.
Em relação ao modelo de Rutherford, afirma-se que
I. o átomo é constituído por duas regiões distintas: o
núcleo e a eletrosfera.
II. o núcleo atômico é extremamente pequeno em relação
ao tamanho do átomo.
III. os elétrons estão situados na superfície de uma esfera
de carga positiva.
IV. os elétrons movimentam-se ao redor do núcleo em
trajetórias circulares, denominados níveis, com valores
determinados de energia.
As afirmativas corretas são, apenas:
a) I e II
d) III e IV
b) I e III
e) I, II e III
c) II e IV
04) Na famosa experiência de Rutherford, no início do
século XX, com a lâmina de ouro, o(s) fato(s) que
(isoladamente ou em conjunto), indicava(m) o átomo
possuir um núcleo pequeno e positivo foi(foram):
01. As partículas alfa teriam cargas negativas.
02. Ao atravessar a lâmina, uma maioria de partículas alfa
sofreria desvio de sua trajetória.
04. Um grande número de partículas alfa não atravessaria
a lâmina.
08. Um pequeno número de partículas alfa atravessando
a lâmina sofreria desvio de sua trajetória.
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16. A maioria das partículas alfa atravessaria os átomos
da lâmina sem sofrer desvio de sua trajetória.
05) Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro
(0,0001 mm de espessura) com partículas "alfa", emitidas
pelo Polônio (Po) contido no interior de um bloco de
chumbo (Pb), provido de uma abertura estreita, para dar
passagem às partículas por ele emitidas. Envolvendo a
lâmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora
revestida de sulfeto de zinco.
Observando as cintilações na tela revestida de sulfeto de
zinco, Rutherford verificou que muitas partículas
atravessavam a lâmina de ouro sem sofrerem desvio (x),
e que poucas partículas sofriam desvio (y).
Assinale a(s) proposição (ões) CORRETA(S).
(01) Partículas possuem carga elétrica negativa.
(02) Partículas sofrem desvio ao colidirem com elétrons
nas eletrosferas dos átomos de Au.
(04) O sulfeto de zinco é um sal.
(08) Partículas sofrem desvio ao colidirem com o núcleo
dos átomos de Au.
(16) O tamanho do átomo é cerca de 10000 a 100000
vezes maior que o seu núcleo.
06) O íon X3- tem 36 elétrons e 42 nêutrons. O átomo
neutro X apresenta número atômico e número de massa,
respectivamente:
a) 42 e 78 b) 36 e 78
c) 30 e 72
d) 33 e 75
e)
36 e 75
07) Na tabela abaixo, qual é a alternativa que melhor
preenche as lacunas nas colunas de I a IV,
RESPECTIVAMENTE?
I
Símbolo
Prótons
Nêutrons
Elétrons
Carga
II
III
+2
Ca
20
20
+2
53
74
53
0
16
16
16
0
IV
Cl −
17
18
−1
a)
20, I, S, 17.
b) 18, I, S, 18.
c)
20, I–, O–2, 17. d) 22, I, O, 18.
e)
18, I-, S–2, 18.
08) Os sais de Cr6+ são em geral, solúveis no pH
biológico e, portanto, têm fácil penetração . Daí a sua
toxicidade para os serres humanos. Por outro lado, os
compostos de Cr3+ são pouco solúveis nesse pH, o que
resulta em dificuldade de passar para o interior das
células . Indique a opção que corresponde á configuração
eletrônica do íon Cr3+.
Dado: [Ar] → argônio (Z = 18)
a)
[Ar] 4s2 3d1
b)
[Ar] 3d2
c)
[Ar] 3d3
d)
[Ar] 4s2 3d4
7x
09) O átomo 3x+ 2A tem 38 nêutrons. O número de
elétrons existentes na camada de valência desse átomo
é:
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a)1 b)2
c)3
d) 4 e) 5
10) I. Orbital é a região do espaço onde a
probabilidade de encontrar o átomo é máxima.
II.
Quando o elétron passa de um nível de energia
interno para outro mais externo, emite um quantum de
energia.
III.
O elétron apresenta comportamento duplo, isto é,
pode ser interpretado como partícula ou onda, conforme o
fenômeno estudado.
IV.
É impossível determinar simultaneamente a
posição e a velocidade de um elétron em um átomo.
Pela análise das afirmativas, conclui-se que está correta a
alternativa
a) I e II b)I e III c) II e III d) II e IV
e) III e IV
11) De acordo com o “princípio de Aufbau” para a
distribuição eletrônica em átomos multieletrônicos, diz-se
que um átomo encontra-se no seu estado fundamental
quando seus elétrons se localizam nos estados de menor
energia. Dentre as opções abaixo, aquela coincidente
com a de um átomo no seu estado fundamental é:
a)
1s2 2s1 2p4 .
b)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 4s2 3d10.
c)
1s2 2s2 2p6 3s1 3p5 4s2.
d)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10.
e)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d8 4p2.
12) O número de elétrons do cátion X 3+ é igual ao
número de prótons do átomo Y, que por sua
vez é isótopo do átomo W, que apresenta número
atômico e número de massa,
respectivamente, 36 e 84. O número atômico do elemento
X é:
33. b) 36. c) 39. d) 45. e) 51.
13) Dois átomos A e B são isóbaros. O átomo A tem
número de massa (4x + 5) e número atômico (2x + 2) e B
tem número de massa (5x 1). O número atômico, número
de massa, número de nêutrons e número de elétrons do
átomo A correspondem, respectivamente,a:
a) 10, 29, 14 e 15.
c) 29, 15, 15 e 14.
e) 29, 14, 15 e 15.
ANOTAÇÕES
b) 29, 15, 14 e 15.
d) 14, 29, 15 e 14.