ESTRUTURA ATÓMICA Evolução dos modelos atómicos Ao longo dos tempos a definição da constituição do átomo foi evoluindo até chegar à conceção atual. *Em 1932, Chadwick descobre a existência de neutrões. Átomo: características O átomo é formado por um núcleo onde se encontram os protões e os neutrões, e por uma nuvem eletrónica onde se movem os eletrões. Os protões (p+) têm carga elétrica unitária positiva (+1). Os eletrões (e-) têm carga elétrica unitária negativa (−1). Os neutrões (n0) não têm carga elétrica, são neutros. Um átomo é eletricamente neutro, ou seja, a carga nuclear (CN) que é sempre positiva é simétrica à carga da nuvem elétrica (CNE) que é sempre negativa. Isto quer dizer que o número de protões é igual ao número de eletrões. Se os átomos forem iguais significa que pertencem ao mesmo elemento químico e que se representam pelo mesmo símbolo químico. O raio atómico de um átomo corresponde à distância entre o núcleo e o limite da sua nuvem eletrónica. *Como os protões e os neutrões se encontram juntos no núcleo do átomo, designam-se, genericamente, por nucleões. Massa das partículas subatómicas A unidade frequentemente utilizada para expressar a massa das partículas subatómicas é a unidade de massa atómica unificada (u) ou dalton (Da): 1 Da = 1u 1u = 1,66 x 10−27 kg *A massa de um protão ou de um neutrão é cerca de 1818 vezes maior do que a massa de um eletrão. Número Atómico e Número de Massa O número atómico (Z) corresponde ao número de protões existentes no núcleo de um átomo e é característico de cada elemento químico. O número de massa (A) corresponde ao número de protões e de neutrões que existem no núcleo de um átomo. *Número de neutrões = Número de massa – Número atómico Representamos um átomo de um certo elemento químico da seguinte forma: Z AX o A: número de massa o X: elemento químico o Z: número atómico Isótopos e Massa atómica relativa Os isótopos são átomos de um mesmo elemento, com o mesmo número de protões e diferente número de neutrões, ou seja, têm o mesmo número atómico e diferente número de massa. Um isótopo apresenta maior radioatividade / maior instabilidade quanto maior é o número de neutrões relativamente ao número de protões. A massa atómica relativa de uma amostra de elemento X, Ar(X), é a média ponderada das massas atómicas dos seus isótopos Xi, ma (X i), tendo em conta as suas abundâncias na Natureza, AN (Xi): A massa de um átomo – massa atómica relativa (Ar) – é calculada por comparada com uma 1 unidade padrão – a unidade de massa atómica – que corresponde a 12 da massa do átomo de carbono -12. A massa atómica relativa (Ar) indica o número de vezes que a massa de um elemento químico é maior do que a unidade de massa atómica / unidade padrão. Distribuição eletrónica ➢ Os eletrões de um átomo distribuem-se por níveis energéticos distintos, sendo que a cada nível de energia corresponde um número máximo de eletrões permitido, dado pela expressão 2n2, onde n representa o nível de energia (n= 1, 2, 3, …). ➢ Existem 7 níveis de energia distintos. Cada nível de energia é designado de camada, sendo a cada uma atribuída uma letra (K, L, M, N, O, P e Q). Nível Camada Nº máximo de eletrões permitidos n=1 K 2 × 12 = 2 n=2 L 2 × 22 = 8 n=3 M 2 × 32 = 18 n=4 N 2 × 42 = 32 n=5 O 2 × 52 = 50 n=6 P 2 × 62 = 72 n=7 K 2 × 72 = 98 ➢ Os eletrões distribuem-se por ordem crescente de energia, desde o nível mais próximo do núcleo. ➢ O último nível de energia a ser preenchido só pode conter no máximo 8 eletrões. ➢ Os eletrões do último nível de energia a ser preenchido são designados de eletrões de valência e são os responsáveis pelas propriedades químicas dos elementos. ➢ Os eletrões que não são do último nível de energia são designados de eletrões do cerne. ➢ Quando um átomo está de acordo com o Princípio da Energia Mínima dizemos que está no estado fundamental. Quando um átomo não respeita o Princípio da Energia Mínima dizemos que está no estado excitado. Iões Quando um átomo cede eletrões torna-se num ião positivo (catião) e quando capta eletrões torna-se num ião negativo (anião). Uma vez que um ião não tem a mesma quantidade de eletrões e de protões, então quer dizer que não é eletricamente neutro. A carga elétrica dos iões resulta da soma da carga elétrica nuclear (CN) e da carga elétrica da nuvem eletrónica (CNE). Um catião tem carga elétrica positiva, logo tem mais protões do que eletrões e o valor absoluto da sua CN é superior ao valor absoluto da sua CNE. n+ Os catiões representam-se simbolicamente sob a forma: A Z X Um anião tem carga elétrica negativa, logo tem menos protões do que eletrões e o valor absoluto da sua CN é inferior ao valor absoluto da sua CNE. Os aniões representam-se simbolicamente sob a forma: A Z X n- *A formação de iões está relacionado com a distribuição eletrónica dos gases nobres (grupo 18) mais próximos dos outros elementos na tabela periódica.
