Quimica 1

3.1. Estrutura e constituição dos átomos
Professora Paula Melo Silva
Saudações jovens cientistas! Aqui estou eu, o
vosso cientista Diabólico, para vos ajudar no
estudo químico!
Para começarmos temos que
recordar alguns conceitos…
Ainda se recordam da estrutura
que compõe toda a matéria?
Muito bem! A matéria é constituída por átomos! Mas a
descoberta da constituição da matéria e do modelo
atómico foi um processo lento que se deveu a vários
cientistas! Vamos recordar essa caminhada!
Vamos ver um vídeo do
meus colegas do Crash
Course sobre a evolução do
modelo atómico!
Atomismo (Século V a.C)
• A ideia que a matéria era
constituída por
pequeníssimos corpúsculos.
• Demócrito e Leucipo eram
os seus principais
defensores
• O corpúsculo foi designado
Átomo, que significa sem
divisão.
Modelo
atómico de
Dalton (1803)
Designado
por modelo
da esfera
maciça
Cada átomo
era uma
porção
esférica de
matéria mal
definida.
Os
compostos
eram
associações
de átomos de
elementos
diferentes.
Modelo atómico de Thomson
(1904)
• Também designado de modelo do bolo
de passas.
Em 1897 Thomson descobriu o
eletrão.
O átomo era uma esfera de carga
positiva, uniformemente
distribuída, onde estavam
mergulhadas pequeninas esferas
de carga negativa (os eletrões)
Modelo atómico de Rutherford (1911)
• Também designado modelo planetário do átomo
A experiência de Rutherford com partículas alfa colocou
o modelo de Thomson à prova.
O átomo tem tinha duas zonas: o núcleo e a nuvem
eletrónica.
• O núcleo era positivo e muito denso.
• Os eletrões moviam-se à volta do núcleo.
Modelo atómico
de Bohr
Niels adotou o
modelo planetário
do átomo mas fez
dois postulados:
Os eletrões
moviam-se em
redor do núcleo
em órbitas
circulares;
Os eletrões
tinham energia
quantizada que
era traduzida pelo
raio da sua órbita.
Modelo da nuvem eletrónica
• Cada átomo tem duas zonas: o núcleo e a nuvem eletrónica.
• O núcleo é muito menor que a nuvem eletrónica mas possui mais massa do
que a nuvem.
• O núcleo contém os protões e os neutrões e tem carga positiva.
• A nuvem eletrónica possui os eletrões e tem carga negativa.
• O átomo é eletricamente neutro.
Depois de recordamos a evolução do modelo atómico
convém relembrarmos o que sabemos sobre o átomo
hoje, o que defende o modelo da nuvem eletrónica!
Modelo da nuvem eletrónica
Os eletrões têm carga negativa e têm muito menos massa que os
nucleões (protões e neutrões).
Os eletrões não têm orbitas mas sim orbitais – zonas do espaço onde é
mais provável encontrar o eletrão.
Os eletrões têm energia quantizada no átomo, ou seja, estão
organizados por níveis de energia níveis esses que só podem tomar
determinados valores de energia.
Para tentar mostrar um
pouco mais do modelo
atómico da nuvem
eletrónica vamos agora
escutar um colega meu que
nos vai falar do tamanho do
átomo!
3.2. Tamanho e massa dos átomos
Professora Paula Melo Silva
Mas será que todos os
átomos são iguais? O que
sabem sobre o assunto
jovens cientistas?
Os átomos diferem no número de partículas
subatómicas que possuem! O número de
protões presentes no núcleo do átomo define a
que elemento pertence!
Recordem-se que os elementos são
representados por um símbolo químico e que
estão organizados na Tabela Periódica dos
Elementos!
1
8
G
r
u
p
o
s
7 Períodos
Jovens cientistas e ainda se recordam de como se
chama a espécie química formada quando um átomo
ganha ou perde eletrões?
Os iões! Vamos recordar a sua
representação!
X
Catião
•Ião de carga positiva
•Perdeu eletrões
(deficiência em
eletrões)
carga
Anião
•Ião de carga negativa
•Ganhou eletrões
(excesso de eletrões)
Vamos testar os vossos
conhecimentos na
simulação de construção de
um átomo!
Devido à sua diferente
constituição os átomos de
elementos diferentes
têm, em regra, massa
diferente.
Mas como poderemos medir a massa de
algo infinitamente pequeno?
Conhecemos a massa dos átomos por métodos
indiretos! Comparamos os átomos uns com os
outros: massa atómica relativa!
Claro que dará jeito comparar com o átomo
mais simples de todos: o Hidrogénio!
Mas atualmente a massa atómica
relativa é calculada tendo por base
1/12 do átomo de carbono-12.
Qual será a massa relativa de um ião
+
sódio Na ?
Como a massa dos eletrões é
desprezável comparada com a dos
neutrões e protões podemos dizer
que a massa atómica relativa do
ião sódio é aproximadamente
igual à massa do átomo do sódio.
Jovens cientistas
observem a imagem e
identifiquem qual ou
quais os elementos
químicos usando a
tabela periódica! A
amarelo temos os
protões e a laranjas os
neutrões.
Muito bem! São
todos átomos de
hidrogénio mas
com número
diferente de
neutrões!
Isótopos
Átomos diferentes do mesmo elemento químico.
Átomos que possuem o mesmo número atómico mas diferente número de massa.
Os isótopos têm propriedades químicas idênticas.
A maioria dos elementos químicos possui dois ou mais isótopos mas nem todos
são estáveis.
A massa atómica relativa de um elemento tem em conta a abundância e a massa
de cada um dos isótopos desse elemento.
Vamos testar os vossos
conhecimentos na
simulação de isótopos e
massa atómica!
3.3. Níveis de energia e distribuição eletrónica
Professora Paula Melo Silva
Jovens cientistas vamos agora
explorar um pouco mais a nuvem
eletrónica e os eletrões!
Já vimos que os eletrões são definidos pelo seu
nível de energia e pela sua orbital. Vamos agora
aprender como eles se encontram distribuídos
pelos níveis de energia.
A distribuição dos eletrões pelos níveis têm regras e os
eletrões do último nível são designados por eletrões de
valência.
Os eletrões distribuem-se por
ordem crescente de energia
Cada nível de energia tem
“capacidade máxima”
diferente.
O último nível (seja ele qual
for) só pode levar no máximo
8 eletrões.
Eletrões do último
nível de energia
O tamanho do
átomo
Deve-se a eles:
A interação do
átomo com outros
Eletrões de
valência
O comportamento
químico do
elemento
Muito bem jovens cientistas! Já vimos que a massa de um átomo e
do seu ião atómico é aproximadamente igual. Será que o seu
tamanho também será?
O tamanho será diferente! O catião é
menor que o átomo correspondente e o
anião é maior! Neste caso o eletrão está
na nuvem eletrónica que é a zona do
átomo responsável pelo seu tamanho!