Apresentação do PowerPoint

Professor Edson Cruz
A RADIOATIVIDADE E A NECESSIDADE DE NOVAS PESQUISAS
Wilhelm RÖNTGEN (1845-1923)
• Estudava raios emitidos pela ampola de Crookes.
• Repentinamente, notou que raios desconhecidos saíam dessa ampola,
atravessavam corpos e impressionavam chapas fotográficas. Como os
raios eram desconhecidos, chamou-os de RAIOS-X.
Henri BECQUEREL (1852-1908)
• Tentava relacionar fosforescência de minerais à base de
urânios com os raios-X. Pensou que dependiam da luz
solar , num dia nublado, guardou uma amostra de urânio
numa gaveta embrulhada em papel preto e espesso.
Mesmo assim, revelou uma chapa fotográfica. Inicia-se,
Portanto, os estudos relacionados À RADIOATIVIDADE.
OS AVANÇOS DOS ESTUDOS SOBRE A RADIOATIVIDADE
Pierre CURIE (1859-1906)
Marie CURIE (1867-1934)
• Estudaram incansavelmente os fenômenos relacionados à radioatividade,
mas não puderam explicar a origem da radiação emitida por determinados
átomos.
Sendo o átomo, até então, completamente maciço, como explicar tal fenômeno?
Qual a carga das partículas radioativas: negativa, positiva ou neutra? Qual sua massa?
Um outro pesquisador, Ernerst Rutherford, convencido por J. J. Thomson, começa a
Pesquisar materiais radioativos e, aos 26 anos de idade, notou que havia dois tipos de
radiação: Uma positiva (alfa) e outra negativa (beta).
Assim inicia-se o processo para determinação de um NOVO MODELO ATÔMICO.
MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD
Ernerst RUTHERFORD (1871-1937)
• Observou que as partículas alfa (positivas) desviavam bem pouco da sua trajetória ao
passar um campo elétrico, quando comparadas com o desvio das partículas beta
(negativas)
• CONCLUSÃO: a partícula alfa tem mais massa que a partícula beta.
• A velocidade das partículas alfa era da ordem de 21.000km/s.
•A maioria das partículas atravessavam a lâmina;
•Poucas partículas desviavam seus caminho;
•Algumas partículas bateram em algo forte e firme e retornaram.
Rutherford propõe a dois de seus alunos, Johannes Hans
Wilhelm Geiger e Ernerst Marsden que bombardeassem finas
folhas de metais com as partículas alfa a fim de comprovar, ou
não, o modelo de átomo de Thomson.
PROPOSTA DE RUTHERFORD PARA EXPLICAR AS OBSERVAÇÕES DO LABORATÓRIO
• Para que a partícula alfa pudesse inverter sua trajetória, deveria
encontrar uma carga positiva bastante concentrada na região nuclear,
com Massa bastante pronunciada.
• Rutherford propôs que essa região central, chamada NÚCLEO,
conteria toda a massa do átomo, assim como a totalidade da carga
positiva.
• Os elétrons estariam girando circularmente ao redor desse núcleo,
numa região chamada de ELETROSFERA.
• Para cada elétron deveria existir uma carga positiva na região
nuclear. Essa partícula positiva foi denominada PRÓTON.
• A região nuclear deveria ser cerca de 10.000 a 100.000 vezes menor
que a eletrosfera, pois de cada 10.000 a 100.000 partículas que
passaram direto, uma sofreu deflexão.
O próton é cerca de 1836 vezes mais pesado que 1 elétron
SURGE ASSIM, O ÁTOMO NUCLEAR
O PROBLEMA DO MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD
Para os físicos, toda carga elétrica em movimento, como
os elétrons, perde energia na forma de luz, diminuindo
sua energia cinética e a consequente.
Atração entre prótons e elétrons faria com que houvesse
uma colisão entre eles, destruindo o átomo.
ALGO QUE NÃO OCORRE.
PORTANTO, O MODELO ATÔMICO DE
RUTHERFORD, MESMO EXPLICANDO O QUE
FOI OBSERVADO NO LABORATÓRIO,
APRESENTA UMA INCORREÇÃO.
A figura representa o dispositivo experimental de Rutherford para o estudo da dispersão de
partículas (a) por uma folha de ouro. A maior parte das partículas atravessa a folha sem
deflexão significativa. Algumas são deflectidas segundo grandes ângulos e pode-se observar,
mesmo que não tão frequentemente, o retorno de partículas. A figura (b) é uma ampliação,
mostrando a passagem das partículas pelo interior da folha.
MODELO ATÔMICO DE BOHR
Niels BOHR (1885-1962)
• Estudava espectros de emissão do gás hidrogênio.
• O gás hidrogênio aprisionado numa ampola submetida a
alta diferença de potencial emitia luz vermelha. Ao passar
por um prisma, essa luz se subdividia em diferentes
comprimentos De onda e frequência, caracterizando um
espectro luminoso descontínuo.
A EXPLICAÇÃO
• Os elétrons estão movimentando ao redor do núcleo em
órbitas de energia FIXA, QUANTIZADA E ESTACIONÁRIA (AS
CAMADAS).
• Ao receber energia, o elétron salta para uma camada mais
externa (mais energética), ficando num estado EXCITADO.
• Ao retornar para uma camada menos energética, libera
parte da energia absorvida na forma de ondas
eletromagnética (LUZ), que pode ser visível, ou não.
MODELO ATÔMICO DE BOHR
K L M N O P Q
2 8 18 32 32 18 8
A ELETROSFERA
• A energia do elétron, numa camada é sempre a mesma. Só
é permitido ao elétron movimentar-se na camada.
• Quanto mais afastada do núcleo, maior a energia da
camada.
• Cada camada de energia possui uma quantidade máxima
de elétrons.
• A energia emitida pelo elétron corresponde à diferença
entre a energia das camadas de origem e destino.
• Quanto maior a energia transportada, maior será a
frequência da onda eletromagnética.
• Retornos eletrônicos para a camada K, liberação de luz no
ULTRAVIOLETA.
• Retornos eletrônicos para a camada L, liberação de luz no
VISÍVEL.
•Retornos eletrônicos para a camada M, liberação de luz no
INFRAVERMELHO.
O ÁTOMO DE 1913 - BOHR
O modelo de Rutherford foi muito criticado pelos físicos. Bohr tentando
justificar as críticas, aperfeiçoou o desenho e deduziu o seguinte:
Baseado na experiência dos ESPECTROS DE EMISSÃO. Bohr deduziu:
Niels Bohr
•A eletrosfera era dividida em camadas ou órbitas ou níveis;
•Havia 7 níveis, denominado K,L,M,N,O,P,Q, onde maior era a energia mais distante era o
nível do centro;
•Núcleo e a eletrosfera se atraiam, por seres de cargas opostas;
•O elétron em sua órbita não consome, nem libera energia (estado fundamental);
•Se alguma energia externa fosse emitida, o elétron absorveria essa energia, saltando para
um nível mais forte. Ao fim dessa emissão, o elétron voltava para o seu nível e liberava essa
energia na forma de luz (fóton).
ÁTOMO
Era um grande vazio dividido em 7
níveis contendo um núcleo dividido
em prótons e nêutrons.
MODELO ATÔMICO DE SOMMERFELD
• Para átomos com mais de um elétron, ao se ampliar as
raias luminosas, subdivisões apareciam, caracterizando
que o elétron, ao retornar para a camada, não voltava
exatamente para a camada, mas para bem próximo
dela, emitindo ondas eletromagnéticas com energias
bem próximas umas das outras.
?
Ampliação
Feixe de
Luz
Espectro
Descontínuo
• Os átomos multieletrônicos devem possuir ubcamadas
ou subníveis de energia, caracterizados por órbitas
elípticas, além das circulares, segundo o modelo de
Bohr.
• Em cada nível só pode existir uma órbita circular, as
outras são elípticas.
O ÁTOMO DE 1916 - SOMMERFELD
Observando espectros de emissão mais complexos, Sommerfeld deduziu
teorias sobre os níveis de energia que alterariam algumas ideias dos modelos
passados.
S = Sharp
P = principal
D = diffuse
F = fine
Ele deduziu que:
•Os níveis de energia eram divididos em
regiões ainda menores – surge os
SUBNÍVEIS;
•As denominações dos subníveis eram de
acordo com a forma geométrica em que
eram observados (circulares ou elípticas).
TEORIAS FINAIS
órbita M
De BROGLIE
•Propôs que os elétrons tinham comportamento
duplo: PARTÍCULA-ONDA
HEISENBERG
•Sugeriu que os elétrons não estavam
em órbitas, mas em regiões de maior
possibilidade de encontrá-los
(ORBITAL)
Núcleo
órbita L
órbita K
Órbitas (níveis)
Orbital
O ÁTOMO ATUAL
eletrosfera
elétrons
NÍVEIS
prótons
núcleo
nucleons
nêutrons
REGIÃO
PARTÍCULAS
CARGA
MASSA
eletrosfera
elétrons
negativa
1/1836 = ~0
núcleo
prótons
positiva
~1
nêutrons
neutra
~1
K
2
L
8
M
18
N
32
O
32
P
18
Q
2