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Química A - Aula 1

Estrutura Atômica

Modelos Atômicos

A primeira abordagem sobre a constituição da matéria data de $\pm$ 400 anos a.C. Os filósofos gregos Demócrito e Leucipo conceberam o átomo como a menor partícula constituinte da matéria e supunham que essa partícula era indivisível.

Lavoisier: em 1780, é considerado o pai da Química por ter criado o método científico: as leis surgem da observação da regularidade das teorias, como tentativas de explicação dessas regularidades. Provou que ``na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma", ou seja, numa transformação química da matéria, a massa se conserva.

John Dalton: em 1808, criou a Teoria Atômica Clássica (baseado em modelos experimentais), considerando os átomos como esferas maciças (Modelo da Bola de Bilhar), indivisíveis.

J. J. Thomson: em 1897, através de experimentos sobre descargas elétricas em gases rarefeitos, admitiu a existência de cargas negativas, os elétrons, e de cargas positivas, os prótons. Propôs um modelo em que o átomo seria uma esfera de eletricidade positiva, incrustada de elétrons com carga negativa (Modelo do Pudim de Passas).

Figura 27.1: Aparato Experimental de Rutherford.
\begin{figure}\begin{center}
\epsfig{file=qa/01/image3.eps,width=150pt}
\end{center}
\end{figure}

Ernest Rutherford: em 1911, bombardeou uma lamina metálica delgada com um feixe de partículas $\alpha$. Estas partículas eram positivas. A maior parte das partículas atravessava a lamina metálica sem sofrer desvio detectável, algumas partículas atravessavam sofrendo desvio e um número infímo de partículas refletiam. Se os átomos fossem bolhas de geléia carregados positivamente as partículas $\alpha$ deveriam passar facilmente através das folhas com uma ligeira deflexão ocasional de seus caminhos. Mas, percebeu-se que algumas destas partículas defletiam mais de $90^\circ$ e umas poucas retornavam no caminho de onde tinham vindo. Ver a Fig. 27.1.

Estes resultados sugerem um modelo de átomo no qual há uma densa carga positiva central circundada por um grande volume vazio. Rutherford chamou esta região carregada positivamente de núcleo atômico.

As partículas carregadas positivamente são chamadas prótrons.

As partículas carregadas negativamente continuam sendo chamadas de elétrons.

Assim, o modelo de Rutherford consta de núcleo denso, diminuto, carregado positivamente, e de uma parte envolvendo esse núcleo, uma região rarefeita e proporcionalmente muito grande chamada eletrosfera, com elétrons, de carga negativa.

Resumo do Modelo de Rutherford

Este foi o modelo proposto por Rutherford. Basicamente tinha os seguintes fundamentos:

O número de prótons em um núcleo atômico é chamado de número atômico, $Z$, do elemento.

O número total (soma) de prótons e nêutrons no núcleo é chamado de número de massa, $A$, do elemento.

\begin{displaymath}A=Z+N\end{displaymath}

Representação


\begin{displaymath}{}_ZX^A\end{displaymath}

Mas, o modelo planetário de Rutherford apresenta duas falhas cruciais:

Pense um Pouco!

  1. Você sabe dizer o que significa ``tempo de meia-vida"?
  2. O que significa Fissão Nuclear e Fusão Nuclear?

Exercícios de Aplicação


1. A palavra átomo é originária do grego e significa ``indivisível", ou seja, segundo os filósofos gregos, o átomo seria a menor partícula da matéria que não poderia ser mais dividida. atualmente essa idéia não é mais aceita. A respeito dos átomos, é verdadeiro afirmar que:
a) ( ) Não podem ser desintgrados;
b) ( ) São formados por pelo menos três partículas fundamentais;
c) ( ) Possuem partículas positivas denominadas elétrons;
d) ( ) Apresentam duas regiões distintas, núcleo e eletrosfera;
e) ( ) Apresentam elétrons cuja carga elétrica é negativa;
f) ( ) Contém partículas sem carga elétrica, os nêutrons.


2. (UFSC) Analise as afirmativas a seguir e assinale como V ou F:
a) ( ) O primeiro modelo atômico baseado em resultados experimentais, ou seja, com base cientifíca foi proposto por Dalton;
b) ( ) Segubdo Dalton, a matéria é formada de partículas indivisíveis chamadas átomos;
c) ( ) Thomson foi o primeiro a provar que que o átomo não era indivisível;
d) ( ) O modelo atômico proposto por Thomson é o da bola de bilhar;
e) ( ) O modelo atômico de Dalton teve como suporte experimental para a sua criação a interpretação das leis das reações químicas.


3. (UFSC) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s):
a) ( ) Os átomos são partículas fundamentais da matéria;
b) ( ) Os átomos são quimicamente diferentes quando têm números de massa diferentes;
c) ( ) Os elétrons são as partículas de carga elétrica positiva;
d) ( ) Os prótons e os elétrons possuem massas iguais e cargas elétricas diferentes;
e) ( ) Os átomos apresentam partículas de carga nula denominados nêutrons;
f) ( ) Os átomos são partículas inteiramente maciças.

Exercícios Complementares


4. (ACE) Assinale a alternativa falsa:
a) o número de massa de um átomo é dado pela soma do número de prótons e de nêutrons existentes no núcleo;
b) um elemento químico deve ter seus átomos sempre como mesmo número de nêutrons;(c) o número de prótons permanece constante, mesmo que os números de massa dos átomos de um elemento variem;
c) o número atômico é dado pelo número de prótons existentes no núcleo de um átomo;
d) n.d.a


5. (UEL) O urânio-238 difere do urânio-235 por que o primeiro possui:
a) 3 elétrons a mais;
b) 3 prótons a mais;
c) 3 prótons e 3 nêutrons a mais;
d) 3 prótons e 3 elétrons a mais;
e) 3 nêutrons a mais.


6. (ACAFE) Um sistema é formado por partículas que apresentam a composição atômica de 10 prótons, 10 elétrons, 11 nêutrons. Ao sistema foram adicionadas novas partículas. O sistema resultante será quimicamente puro se as partículas adicionadas apresentarem a seguinte composição atômica:
a) 21 prótons, 10 elétrons e 10 nêutrons;
b) 20 prótons, 10 elétrons e 22 nêutrons;
c) 10 prótons, 10 elétrons e 12 nêutrons;
d) 11 prótons, 11 elétrons e 12 nêutrons;
e) 11 prótons, 11 elétrons e 11 nêutrons;


7. (FUVEST) As seguintes representações: ${}_2X^2, {}_2X^3 e {}_2X^4$, referem-se a átomos com:
a) igual número de nêutrons;
b) igual número de prótons;
c) diferente número de elétrons;
d) diferentes números atômicos;
e) diferentes números de prótons e elétrons;


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Professor Luciano Camargo Martins
Grupo de Dinâmica Não Linear e Sistemas Dinâmicos Não Lineares
Departamento de Física
Joinville-SC, Brasil
e-mail: dfi2lcm@joinville.udesc.br
página pessoal: www.lccmmm.hpg.com.br