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Prof. Renan Campos
Estrutura atômica
Partículas Fundamentais do átomo
As
partículas
atômicas
fundamentais são o próton, o elétron e o
nêutron. Confira a tabela abaixo:
Região
Núcleo
Núcleo
Eletrosfera
Partícula
Nêutron
Próton
Elétron
Carga*
0
+1
-1
Massa*
1
1
1/1836
*relativa
Química
cientificamente
utilizados
para
tal
finalidade são:
•
Isótopos:
átomos
com
mesmo
número de prótons.
•
Isótonos:
átomos
com
mesmo
número de nêutrons.
•
Isóbaros:
átomos
com
mesmo
número de massa.
•
Isoeletrônicos: átomos com mesmo
número de elétrons.
Isótopos
são
muito
importantes
para a ciência e para a vida. Um exemplo
clássico é o hidrogênio que possui três
partículas com mesmo número de prótons:
Então, pode-se perceber que o
núcleo contém a massa do átomo (prótons
e nêutrons) já que os elétrons possuem
massa desprezível.
1H
1
= hidrogênio
= deutério
3
= trítio
1H
1H
2
Íons
Características de um átomo
a) Número atômico (Z): Representa o
número de prótons (p) existentes num
átomo. Este número indica qual elemento
químico se trata.
b) Número de massa (A): Representa a
soma dos nêutrons e dos prótons de um
dado átomo, ou seja:
Elemento químico é o grupo de
átomos de mesmo número de prótons e é
representado da seguinte forma:
ou
em que X é o símbolo de um elemento
químico.
Exemplo: 11Na23 corresponde ao átomo de
Sódio com símbolo Na (que vem do latim
natrium), número atômico (Z) 11 e número
de massa (A) 23. Quando um átomo está
neutro, o número de elétrons é igual ao
número de prótons. Então, as partículas
fundamentais deste átomo são:
Prótons (p) = 11
Elétrons (e) = 11
Nêutrons (n) = 12
Comparando espécies...
Quando dois ou mais átomos são
colocados em comparação, os termos
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Íons são átomos com excesso ou
falta de elétrons. Deste modo, quando um
átomo perde um elétron sua carga tornase (1+) devido ao excesso de um próton.
Quando o átomo perde dois elétrons a
carga fica (2+), pois existem dois prótons
a
mais
que
elétrons
e
assim
sucessivamente. Quando um átomo recebe
um elétron sua carga torna-se -1 quando
recebe
dois,
torna-se
-2
e
assim
sucessivamente. Ou seja:
+
•
K é um íon positivo (derivado do
átomo de potássio) monovalente, pois
possui uma carga positiva devido à perda
de um elétron.
•
Cl é um íon negativo (derivado do
átomo de cloro) monovalente pois possui
uma carga negativa devido ao ganho de
um elétron.
3+
é um íon positivo trivalente.
•
Al
2•
O
é um íon negativo bi ou
divalente.
Íon
Carga
Nome
Positivo
+
Cátion
Negativo
-
Ânion
Bohr e seu modelo atômico
O
cientista
Niels
Bohr
fundamentado
num
experimento
que
consistia na decomposição da luz de
emissão do hidrogênio e baseado também
na teoria quântica de Max Planck, propôs
seu modelo para o átomo em 1913.
Para Bohr, o átomo possui na
eletrosfera sete camadas denominadas K,
L, M, N, O, P e Q ou 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7.
Os
elétrons
presentes
no
átomo
descrevem órbitas definidas e quanto
maior for a camada, maior é a energia do
elétron. Ou seja, um elétron na camada 2
possui menos energia do que um na
camada 5, ou seja:
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Química
Nota-se
no
diagrama
que
o
6
subnível de maior energia é o 7p e o de
menor energia é o 1s2. Por exemplo, o
possui
35
elétrons
átomo
de
35Br
dispostos na ordem:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6.
Entretanto, os elétrons têm liberdade para
transitar pelas camadas, contanto que
recebam ou liberem energia:
Energia crescente
Em que o subnível de maior energia
(neste caso) é o 4p e o elétron de
diferenciação deste átomo é o sexto
elétron deste subnível 4p, ou seja, o
último.
Camada de valência: é o conjunto dos
subníveis da camada mais externa de um
átomo.
No
exemplo
do
Bromo
(Z=35)
acima, a camada de valência é a 4ª e
compreende os subníveis 4s e 4p.
Ou seja, quando uma quantidade
exata de energia (quantum) é absorvida
pelo elétron, ele salta para um nível de
maior energia. Quando ele volta para sua
órbita inicial, o elétron irradia novamente
a energia absorvida e esta é eliminada na
forma de luz (fóton). Os elétrons de um
átomo tendem a ocupar as camadas
eletrônicas mais próximas do núcleo, isto
é, as que apresentam menor energia.
Distribuição dos elétrons no átomo
Os elétrons ao redor do núcleo do
átomo respeitam certa ordem de energia.
Contudo,
como
ordená-los
de
forma
prática? Com este objetivo o cientista
Linus Pauling desenvolveu um diagrama
que permite colocar os subníveis (ou
subcamadas) em ordem crescente de
energia:
E a distribuição dos elétrons num
íon? Temos que recordar que um cátion
(íon positivo) tem falta de elétrons e que
um ânion (íon negativo) tem excesso de
elétrons. Deste modo, tomando como
exemplo dois casos particulares, já é
possível compreender o procedimento de
distribuição de elétrons para qualquer
íon:
1) Al+++ sabendo que ZAl = 13:
Se Z=13 ele possui 13 elétrons no estado
fundamental, então:
2
2s2 2p6 3s2 3p1
1s
Retirando 3 elétrons pois o Al está com 3
cargas positivas, temos:
1s2
2s2
2p6
e esta é a distribuição eletrônica do
Al+++.
2sabendo que ZS = 16:
2) S
Se Z= 16 ele possui 16 elétrons no estado
fundamental, então:
1s
2
2s2
2p6
3s2
3p4
Adicionando 2 elétrons pois o S está com
2 cargas negativas, temos:
1s
2
2s2
2p6
3s2
3p6
e esta é a distribuição eletrônica do S2-.
Testes
0 1 . ( E E AR ) Q u a n d o s e c o m p a r a o á t o m o
2neutro de oxigênio (O) com seu íon (O ),
ve r i f i c a - s e
que
o
segundo
possui
2
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____________ a mais e o mesmo número de
____________.
a) um elétron - prótons.
b) dois prótons - elétrons.
c) um elétron - nêutrons.
d) dois elétrons - prótons.
1
2
0 2 . ( E E AR ) P r ó t i o ( 1 H ) , D e u t é r i o ( 1 H ) e
3
Trítio (1H ) são isótopos do hidrogênio.
Qual
o
número
de
nêutrons
desses
i s ó t o p o s , r e s p e c t i va m e n t e ?
a) 0, 1 e 2.
b) 1, 2 e 1.
c) 1, 3 e 2.
d) 1, 2 e 3.
0 3 . ( E E AR ) D o s e l e m e n t o s a b a i x o , q u a l
deles apresenta maior número de elétrons
n a c a m a d a d e va l ê n c i a ?
a) 8O16
19
b) 9 F
c) 20Ca40
74
d) 33As
0 4 . ( E E AR ) S e u m e l é t r o n m o ve - s e d e u m
n í ve l d e e n e r g i a p a r a o u t r o m a i s a f a s t a d o
do núcleo do mesmo átomo, pode-se
afirmar que:
a) há emissão de energia.
b) há absorção de energia.
c) o número atômico varia.
d) não há variação de energia.
0 5 . ( E E AR ) O b o m b a r d e a m e n t o d a f o l h a d e
ouro com partículas alfa, no experimento
de Rutherford, mostra que algumas dessas
p a r t í c u l a s s o f r e m d e s vi o a c e n t u a d o n o s e u
t r a j e t o , o q u e é d e vi d o a o f a t o d e q u e a s
partículas alfa
a) chocam-se com as moléculas de ouro.
b) têm carga positiva e são repelidas pelo
núcleo.
c) são muito lentas e qualquer obstáculo as
desvia.
d) são
grandes
demais
e
não
podem
atravessar a lâmina de ouro.
06. (PUC - PR) – Em relação à região
nuclear dos átomos, todas as afirmações
são corretas exceto uma, assinale-a:
a) contém prótons e nêutrons.
b) contém elétrons e orbitais.
c) praticamente contém toda a massa do
átomo.
d) é muito pequena quando comparada com a
região extra nuclear (eletrosfera).
e) é carregada positivamente.
07. (UEL - PR) – A partícula formada por 56
prótons,
81
nêutrons
e
54
elétrons
constitui:
a) cátion monovalente.
b) átomo de gás nobre.
c) cátion bivalente.
d) molécula mono atômica.
e) ânion monovalente.
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08. (UFSC) – Na famosa experiência de
Ernest Rutherford, no início do século XX,
com a lâmina de ouro, o(s) fato(s) que
( i s o l a d a m e n t e o u e m c o n j u n t o ) , i n d i c a va ( m )
o á t o m o p o s s u i r n ú c l e o p e q u e n o e p o s i t i vo
foi (foram):
01) A maioria das partículas alfa atravessaria
os átomos de ouro da lâmina sem sofrer
desvios de sua trajetória.
02) Ao atravessar a lâmina de ouro, uma
maioria de partículas alfa sofreria desvio de
sua trajetória.
04) Um pequeno número de partículas alfa
atravessando a lâmina sofreria desvio de sua
trajetória.
08) Um grande número de partículas alfa não
atravessaria a lâmina.
16) As partículas alfa teriam carga elétrica
negativa.
09. (CEFET - PR) – Em um conjunto de
átomos genericamente simbolizados por (V,
40
X e Y ) , o b s e r va - s e q u e V é i s ó b a r o d e 2 0 X
39
e isótopo de 18Y . A quantidade de
partículas fundamentais que constituem V
é:
a) 40
b) 59
c) 61
d) 78
e) 80
10. (PUC - PR) – Dados os átomos de 92U238
e 83Bl210, o número total de partículas
(prótons, elétrons e nêutrons) existente na
somatória será:
a) 465
b) 496
c) 641
d) 528
e) 623
11. (UFPR) – Para interpretar a grande
maioria
dos
processos
químicos,
é
suficiente considerar o átomo como sendo
constituído por apenas três partículas: o
próton, o nêutron e o elétron. Essas três
partículas não estão distribuídas ao acaso;
elas interagem entre si e essa interação
produz um conjunto organizado, que é o
átomo.
A respeito do átomo, é correto afirmar:
01) Prótons e nêutrons são encontrados no
núcleo, que é a parte do átomo com carga
elétrica positiva e que contém praticamente
toda a massa do átomo.
02) O núcleo dos átomos será sempre
formado por igual número de prótons e
nêutrons.
04) Os elétrons, partículas de carga elétrica
negativa, distribuem-se em torno do núcleo
em diversos níveis e sub-níveis energéticos
(camadas e sub-camadas).
08) Se o número de elétrons em um átomo for
igual ao número de prótons, o átomo será
neutro; se for maior será um ânion; se for
menor, será um cátion.
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16) O número de prótons de um átomo é
denominado número atômico e é representado
pela letra Z.
32) A soma dos prótons com os nêutrons de
um átomo é conhecida como número de
massa, que é representada pela letra A e é
igual à sua massa atômica.
12. (UFSC) – Considerando as relações
entre os átomos indicados no esquema
abaixo:
Química
d) 5s 4d 5p 6s 4f
e) 4f 4d 5p 6s 5s
Pode-se afirmar que o(s) número(s)
01) de massa de Y é 40.
02) de massa de Z é 20.
04) de prótons de Y é 22.
08) de nêutrons de X é 20.
16) de prótons de Z é 22.
32) de nêutrons de Y é 20.
34) de nêutrons de Z é 20.
13. (UFSC) – A palavra átomo é originária
d o g r e g o e s i g n i f i c a “ i n d i vi s í ve l ” , o u s e j a ,
segundo os filósofos gregos, o átomo seria
a menor partícula da matéria que não
p o d e r i a m a i s s e r d i vi d i d a . At u a l m e n t e e s t a
idéia não é mais aceita.
A r e s p e i t o d o s á t o m o s , é V E R D AD E I R O
afirmar que:
01) não podem ser desintegrados.
02) são formados por, pelo menos, três
partículas fundamentais.
04)
possuem
partículas
positivas
denominadas elétrons.
08) apresentam duas regiões distintas, o
núcleo e a eletrosfera.
16) apresentam elétrons, cuja carga elétrica é
negativa.
32) contêm partículas sem carga elétrica, os
nêutrons.
14. (UFSC) – Os átomos do elemento
químico oxigênio no estado fundamental,
d e ve m p o s s u i r :
01) elétrons
02) prótons
04) moléculas
08) nêutrons
16) partículas sem carga elétrica
32) Partícula com carga elétrica
64) íons
15. (UF. DE UBERLÂNDIA - MG) – A ordem
d e c r e s c e n t e d e e n e r g i a d o s s u b - n í ve i s 4 d ,
4f, 5s, 5p e 6s é:
a) 6s 5p 5s 4f 4d
b) 4f 6s 5p 4d 5s
c) 5s 6s 5p 4d 4f
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2-
16. (UFRS) – O íon mono atômico A
a p r e s e n t a c o n f i g u r a ç õ e s d e va l ê n c i a i g u a l
2
6
a 3 s 3 p . Q u a l a a l t e r n a t i va q u e m o s t r a o
número
atômico
de
A
no
estado
fundamental?
a) 8
b) 10
c) 14
d) 16
e) 18
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