A Natureza Elétrica dos Materiais

A Natureza Elétrica dos Materiais
As primeiras ideias sobre a constituição da matéria
Gregos
Demócrito
ÁTOMOS
-
Aristóteles
A matéria possuia espaço vazio;
Indestrutíveis;
Dotadas de movimento;
Diversos formatos.
OS QUATRO
ELEMENTOS
-
Modelo de Demócrito foi rejeitado
por Aristóteles.
Matéria era contínua, sem espaço
vazio dentro dela.
Dalton e a Teoria Atômica (1808)
- Átomos são partículas esféricas e indivisíveis;
- Modelo explica as propriedades das substâncias, as mudanças de estado
físico, as separações de mistura e a conservação dos elementos em um
reação química.
- Primeiro modelo que se baseava em resultados
experimentais.
Contudo, o modelo de Dalton possuia
limitações…
A natureza elétrica dos materiais !
Thales de
Mileto
Elektron = "âmbar”
Experiência de Willian Gilbert:
Ao aquecer o âmbar prova que a fonte da eletrização não é o calor e sim o atrito.
Por que um corpo se eletriza?
Benjamin Franklin (1752)
- No século XIX, inúmeros físicos
desenvolveram experiências sobre a
condução de eletricidade através dos
gases (raios catódicos).
Ideia do fluido elétrico
- Thomson realizou novas experiências e
concluiu que os raios catódicos eram
formados por partículas que possuem carga
negativa
Elétrons.
Vídeo: formação dos raios
Definição: Existem dois tipos de cargas elétricas: cargas positivas e cargas negativas.
Foi necessário, então, um novo modelo atômico
para explicar a natureza elétrica da matéria.
Modelo Atômico de Thomson (1897)
-
O átomo seria uma esfera de carga positiva, que
contém partículas negativas.
-
As cargas positivas estariam
distribuídas em todo o átomo.
-
Átomo era neutro: quantidade de carga positiva era a
mesma da carga negativa.
uniformemente
Observação importante:
No processo de eletrização, a carga total é conservada.
Eletrização por atrito
Labvirtual
Vídeo: Manual do Mundo
O atrito permite maior interação entre os átomos dos dois materiais.
Exercícios de fixação: livro página 84
Materiais condutores e isolantes elétricos
Condutores
Isolantes
Início do século XX: pesquisas sobre radiação
propagação de energia sob a
forma de ondas ou partículas.
Pierre e Marie Curie
A descoberta de diferentes tipos de radiação despertou a necessidade dos cientistas
pensarem em um novo modelo atômico que explicasse os novos fenômenos
observados.
Experimento de Rutherford
Modelo de Thomson x Modelo de Rutherford
Características do Modelo de Rutherford
- Os átomos possuem um núcleo (carregado positivamente) e uma eletrosfera (carregada
negativamente)
Se o núcleo é formado por partículas positivas, porque essas partículas não
se repelem e o núcleo não desmorona?
A resposta veio em 1932, quando o cientista Chadwick verificou que o núcleo do elemento berílio
radioativo emite partículas sem carga elétrica e de massa praticamente igual à dos prótons
(nêutron).
Atualmente, considera-se que o
átomo é formado , no mínimo,
por três tipos de partículas:
elétrons, prótons e nêutrons.
A identificação dos átomos
Numero atômico(Z): número de prótons existentes no núcleo de um átomo.
Número de massa (A): é a soma do numero de prótons e de nêutrons (N) existentes
em um átomo.
A= Z+N
Isótopos: átomos com mesmo Z e diferente N
Carbono
Livro página 95:
“Como descobrir a idade de um fóssil"
Hidrogênio
Isóbaros: átomos de diferentes Z, mas que possuem mesmo A.
Possuem propriedades físicas e químicas diferentes
Isótonos: átomos com diferentes Z e diferentes A, porém com mesmo N.
Portanto, são átomos de elementos químicos diferentes que possuem o
mesmo número de nêutrons.
Ligações Químicas
Porque será que os átomos se combinam e formam substâncias?
Estabilidade: Os materiais na natureza tendem a se tornar cada vez mais estáveis,
o que ocorre quando se encontram em um estado de menor energia.
Formação de íons:
Formação de um cátion
Formação de um ânion
Tipos de Ligações Químicas
Força causada por uma
“nuvem”de elétrons livres
que mantém unidos átomos
de um mesmo metal.
Força que mantém os íons
unidos quando um átomo
cede uma ou mais elétrons
para outro átomo.
União entre átomos
estabelecidas pelo
compartilhamento de
elétrons.
Substâncias
Moleculares
Sólidos
covalentes
Ligação Metálica
Nos metais, os elétrons externos estão mais fracamente ligados ao núcleo do átomo e por isso acabam
sendo igualmente atraídos pelo átomo de origem e por outros átomos próximos a ele.
Propriedades gerais das substâncias metálicas
- Formados por cátions e elétrons livres;
- Pontos de fusão e ebulição elevados;
- Bons condutores térmicos e elétricos;
- Maleáveis e dúcteis;
- Brilho metálico
Ligação Iônica
Força de atração entre um cátion e um ânion.
Propriedades gerais das substâncias iônicas
- Pontos de fusão e ebulição elevados;
- Não conduzem corrente elétrica no estado
sólido;
- Conduzem corrente elétrica no estado sólido e
quando fundidos;
- Duros e quebradiços.
Ligação Covalente
Compartilhamento de elétrons entre um mesmo átomo ou átomos diferentes.
Propriedades gerais das
substâncias moleculares
Propriedades gerais dos sólidos
covalentes
- Estrutura geral é formada por átomos;
- Estrutura geral é formada por moléculas;
- Pontos de fusão e ebulição baixos;
- A maioria não conduz corrente elétrica.
- Pontos de fusão e ebulição elevados;
- Não conduz corrente elétrica com exceção do
grafite;
- Duros e quebradiços.