Química Geral I Arquitetura Atômica átomo Das partículas existentes

Química Geral I
Arquitetura Atômica
ÁTOMO
Das partículas existentes no átomo, apenas três são importantes para a
Química: os prótons, os nêutrons e os elétrons. Essa importância se faz pelo fato
destas partículas estarem relacionadas com as transformações profundas da
matéria (reações químicas e nucleares). A partir da experiência de Rutherford
podemos dividir o átomo em 2 partes: o núcleo, que abriga os prótons e nêutrons
e a eletrosfera, onde é possível encontrar os elétrons.
A quantidade de prótons existentes no núcleo de um átomo caracteriza o tipo
de elemento químico, por isso é denominada número atômico (Z). Como no
núcleo está condensada praticamente toda a massa do átomo, a quantidade de
prótons mais nêutrons é denominada número de massa (A). Os átomos de
diferentes números de massa de um mesmo elemento químico, ou seja, com o
mesmo número de prótons, são chamados isótopos.
Os isótopos quando não são estáveis podem emitir partículas e radiações
eletromagnéticas, transformando-se em outros elementos químicos. A estabilidade
dos isótopos está ligada a relação entre prótons e nêutrons no interior do núcleo, e
talvez haja algum tipo de arrumação (estrutura) entre prótons e nêutrons que seja
responsável pelas características do núcleo.
MODELO ATÔMICO
As teorias são construções nascidas da especulação e/ou experimentação que
procuram explicar ou predizer os fatos experimentais. Associada às teorias
existem os modelos. A finalidade dos modelos é principalmente didática. Por isso,
embora as teorias sejam constantemente ultrapassadas por teorias mais modernas e
com maior poder explicativo, os modelos de maior potencial didático sobrevivem
na sua faixa de ação.
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O átomo de Dalton, o átomo de Rutherford, o átomo de Bohr e o átomo de
Schrödinger são modelos que ainda são largamente utilizados no ensino de
Química. Portanto, não existe modelo correto e sim modelo conveniente para
explicar determinado assunto.
Embora a teoria de Bohr tenha sido rapidamente ultrapassada pelas novas
teorias quânticas, a simplicidade matemática de seu modelo e seu potencial
didático em explicar qualitativamente os espectros atômicos torna obrigatório o
seu estudo.
O modelo de Bohr é de fácil dedução a partir de seus postulados. Supõe a
existência de órbitas circulares por onde giram os elétrons sem alterarem sua
energia (órbitas estacionárias). A distância destas órbitas ao núcleo e suas energias
dependem do número quântico n. Quando um elétron muda de órbita ganha ou
perde energia. A perda de energia pode se dar na forma de radiação
eletromagnética de comprimento de onda () bem definido.
O modelo de Schrödinger, baseado na mecânica quântica, descreve o átomo
através de uma equação matemática que envolve a energia potencial e cinética dos
prótons, nêutrons e elétrons. O resultado desta equação para um elétron é uma
função matemática chamada orbital e é caracterizada pelos valores n, l e m que
são chamados números quânticos.
O modelo de Bohr, apesar de ter introduzido a idéia de energia quantizada
(valores discretos de energia), não tem nada em comum com o modelo de
Schrödinger e é um erro misturar estes modelos. O modelo de Schrödinger não
permite qualquer representação gráfica dos elétrons.
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EXERCÍCIOS
1 - Qual a massa e a carga dos prótons, nêutrons e elétrons? Supondo os elétrons
com massa unitária, qual a massa relativa de prótons e nêutrons?
2 - A energia eletrônica pode ser ordenada para cada átomo. O diagrama de
Pauling fornece um modo simplificado de deduzir a configuração eletrônica que é
válida para a maioria dos casos. Monte o diagrama de Pauling. Escreva a
configuração eletrônica em ordem crescente de energia para o átomo de cobre no
estado fundamental. Compare com o resultado correto.
3 - Quantos tipos de elementos químicos existem até o momento?
4 - Todos os átomos são constituídos de prótons e de elétrons. O que faz um
átomo ser diferente do outro?
5- Os isótopos de alguns elementos tem grande importância. Procure saber a
importância dos isótopos C14, Co60.
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Quais são os isótopos entre os átomos dos conjuntos abaixo:
a) 17Cl35
b) 9F19
20Ca40
10Ne20
c) 21Sc42
d) 6C14
19K39
8O16
17Cl37
7N14
e) 19K40
8O18
17Cl
37
17Cl37
16S32
22Ti42
7N13
39
19K
19K40
8O18
20Ca40
8O16
40
20Ca
21Sc41
9F20
21Sc41
17Cl35
6C12
17Cl
35
22Ti
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5 - O mercúrio tem 80 prótons, 80 elétrons e 120 nêutrons. Qual seu número
atômico e seu número de massa?
5a - Qual o número atômico de um elemento que tem 11 prótons, 12 nêutrons e
11 elétrons?
a) 11
b) 12
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c) 23
d) 34
e) n.r.c.
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Qual o número atômico do elemento que tem 80 prótons, 120 nêutrons e 80
elétrons?
a) 80
7
b) 120
c) 200
d) 280
e) n.r.a.
Os elementos químicos são formados de pequenas partículas indivisíveis
chamadas átomos. Comente a afirmação anterior.
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Por que só os metais nobres ocorrem livres na natureza?
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