Átomo - Anglo

Modelos
Atômicos
Leucipo e Demócrito (400 a.c.)
Defenderam a idéia (não cientifíca) de que a matéria era
composta por pequeníssimas partículas indivisíveis e vácuo.
(Matéria Descontínua).
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;
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 (Sec. V a.c.)
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 1803, o primeiro modelo
atômico científico.
Modelo proposto por Dalton
(“bolinha de bilhar”):
A matéria é composta por
pequenas partículas, maciças e
indivisíveis – os Átomos;
Os átomos de um mesmo
elemento são idênticos em massa
e
em
todas
as
outras
propriedades;
Átomo
(bolinha maciça
e indivisível)
A matéria é formada pela união
de
diferentes
átomos
em
proporções definidas.
Modelo proposto por Dalton
(“bolinha de bilhar”):
Elementos diferentes possuem
átomos
diferentes,
massas
diferentes
Os átomos são indestrutíveis
Uma reação química na verdade
é uma reorganização dos átomos
já existentes.
Átomo
(bolinha maciça
e indivisível)
Consegue
Ponderais
explicar
as
Leis
1875 Crookes: Ampola de Vidro
•Tela de sulfeto de zinco
torna os raios catódicos
Luminescentes.
Thomson (1897)
Thomson realizou uma série de
experiências utilizando um tubo de
raios catódicos (tubo semelhante
aos tubos existentes no interior
dos televisores).
J. J. Thomson
Neste tubo, eram efetuadas
descargas elétricas através de um
gás rarefeito.
(1856 - 1940)
Tubo de raios catódicos
Descoberta dos Elétrons:
Ao estudar as descargas no interior deste
aparelho, Thomson, descobriu o elétron.
fluorescência esverdeada (feixe
de partículas de carga negativa)
sai dos átomos do cátodo (-) em
direção ao ânodo (+).
A descarga emitida tinha carga elétrica negativa e era de
natureza corpuscular.
A sua massa era muito menor que a massa de qualquer
átomo conhecido – eram os elétron.
Thomson provou que os elétron eram corpúsculos,
dotados de carga elétrica e de massa, que fazem parte
de toda a matéria.
Modelo proposto por Thomson:
Esfera com carga
elétrica positiva
O átomo era uma esfera
maciça de carga elétrica
positiva, estando os elétron
dispersos na esfera.
Elétrons (partículas
com carga elétrica
negativa)
O número de elétron seria
tal que a carga total do átomo
seria zero.
Modelo do Pudim de Passas
Importância do modelo de
Thomson:
Explica
a
condutividade
elétrica da matéria;
Constatação da existência de
partículas subatômicas.
Rutherford (1911)
Cientista neozelandês, estudou com
Thomson.
Nobel de Química em 1908.
Em 1910 realizou uma experiência que
lhe permitiu propor um novo modelo
atômico.
Ernest Rutherford
(1871 - 1937)
Experiência de Rutherford
Feixe de
partículas 
Anteparo
fluorescente
Fonte de
partículas 
(Polônio)
Folha de ouro
Experiência de Rutherford
Experiência de Rutherford
Resultados previstos segundo o modelo de Thomson:
As partículas α não
deveriam atravessar
as folhas de ouro.
Resultados obtidos:
●
●
●
●
●
●
●
●
A maior parte das
partículas α atravessavam a
lâmina, 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.
Conclusões de Rutherford:
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 (maciço).
• Elétron com carga negativa movendose em volta do núcleo.
O átomo seria um sistema semelhante ao sistema solar.
Modelo Planetário
Falhas do modelo de Rutherford:
1. De acordo com o que se conhecia, o elétron ao realizar a
sua órbita perderia energia acabando por cair sobre o
núcleo, ocasionando um colapso.
2. Cargas em movimento perdem
energia emitindo radiação, mas
os átomos no seu estado normal
não emitem radiação.
Max Planck (1900)
Princípio da Dualidade da Luz
* A luz é onda-partícula
E = h . ƒ
E : energia (J)
h : constante de Planck
Max Planck
(1858-1947 )
Pai da Física Quântica
(h = 6,63.10-34 J)
ƒ : frequência (s-1)
Max Planck (1900)
Princípio da Dualidade da Luz
* A luz é onda-partícula
c = λ . ƒ
c : velocidade da Luz
(c = 3.108 m/s )
λ : comprimento de onda (m)
f : frequência (s-1)
Espectro
Conjunto de Ondas
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:
Bohr (1913)
Niels Bohr trabalhou com
Thomson, e posteriormente com
Rutherford.
Niels Bohr
(1885 - 1962)
Tendo continuado o trabalho
destes dois físicos, aperfeiçoou,
em 1913, o modelo atômico de
Rutherford.
Modelo Atômico de 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 (“quantum”), ou
seja, não emitem nem absorvem energia.
Modelo Atômico de Bohr
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).
SALTO QUÂNTICO
Modelo Atômico de
Bohr
Explicação para a luz emitida pelos fogos artifício
Conceitos Importantes
• Estado
Fundamental
Os e- estão nas suas devidas posições;
Situação de maior estabilidade (menor energia).
• Estado
Excitado
Os e- não estão nas suas devidas posições;
Situação de menor estabilidade (maior energia).
Modelo Atômico de Bohr
EXPLICA O ESPECTRO DISCRETO
DE ENERGIA DOS ELEMENTOS
* Devido aos diferentes níveis de energia, há
diferentes possibilidades de transições.
n=3
n=2
n=1
* Cada transição implica numa
emissão
com
freqüência
diferente.
Isso
explica
o
surgimento
das
linhas
no
espectro dos elementos. Cada
transição corresponde a uma cor
no espectro abaixo.
Modelo Atômico Atual
1916 – Sommerfeld
• Os e- giram ao redor do
núcleo em órbitas elípticas;
• A eletrosfera está dividida
em subníveis.
Modelo Atômico Atual
1924 – Broglie
• Princípio da Dualidade do
elétron;
• O e- é onda-partícula.
Modelo Atômico Atual
1926 – Heisenberg
• Princípio da Incerteza;
• É impossível calcular com
exatidão a posição e a
velocidade do e- num
dado instante.
Modelo Atômico Atual
1927 - Schrödinger
Erwin Schrödinger
(1887 – 1961)
• Os e- não possuem uma
trajetória bem definida em
torno do núcleo (Nuvem
eletrônica)
• Orbital Atômico é a região
de maior probabilidade de se
encontrar o elétron.
Nuvem eletrônica...
Modelo da Nuvem Eletrônica
• Os e- movem-se de forma
desconhecida
com
velocidade elevadíssima;
• O movimento do elétron
passou a ser descrito por
uma nuvem eletrônica;
• Quanto mais densa é a nuvem, maior é a
probabilidade de se encontrar aí o e-;
• A nuvem é mais densa próximo do núcleo, e
menos densa longe do núcleo.
Orbitais
ESFÉRICOS
HALTERES
Modelo Atômico Atual
1932 - Chadwick
• Até 1920 o núcleo era
considerado uma esfera maciça de
carga positiva
• Átomos do mesmo elemento
químico apresentam massas
diferentes.
+
+
• Descoberta do Nêutron.
+
Os Quarks...
próton
nêutron
O Nêutron e o próton não são partículas
indivisíveis. No seu interior existem ainda
outras partículas que são os quarks.
Evolução do Modelo atómico…
Modelo de Demócrito
Modelo de Dalton
Modelo de Thomson
Modelo de
Rutherford
Modelo da Nuvem
Eletrônica
Modelo de Bohr
Dimensão dos átomos
100 pm
1 pm = 10-12 m
Dimensão dos átomos
Um ponto final
pode conter mais
de 3 milhões de
átomos.
Se 100 milhões de pessoas se
reduzissem ao tamanho de
átomos, formavam uma fila de
apenas 1cm.