MODELOS ATÔMICOS. aula 5 A EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS. Prof. Nicodemos quimicaealgomais.blogspot.com.br

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1 MODELOS ATÔMICOS aula 5 A EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS Prof. Nicodemos quimicaealgomais.blogspot.com.br nicoquimica@yahoo.com.br

2 Demócrito Defendeu a idéia de que a matéria era composta por pequeníssimas partículas. Átomo Demócrito ( A.C.) Modelo baseado apenas na intuição e na lógica.

3 Modelo proposto por Demócrito: Toda a matéria é constituída por átomos e (não era compacta) Os átomos encontram-se em constante movimento; Universo constituído por um número infinito de átomos, indivisíveis e eternos;

4 Aristóteles Modelo de Demócrito foi rejeitado por um dos maiores filósofos de todos os tempos Aristóteles. Aristóteles Aristóteles acreditava que a matéria era contínua e composta por quatro elementos: (384 a.c a.c.) Ar Água Terra Fogo O Modelo de Demócrito permaneceu na sombra durante mais de 20 séculos.

5 No final do século XVIII, a Química se firma como ciência, principalmente devido aos experimentos e observações de cientistas, como Lavoisier, Proust e Dalton. Esses experimentos foram realizados com base nas observações das massas das substâncias que participavam dos fenômenos químicos. Num sistema fechado, a massa total das substâncias, antes da transformação química, é igual à massa total após a transformação.

6 Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma.

7 Independentemente da origem de uma determinada substância pura, ela é sempre formada pelos mesmos elementos químicos, combinados entre si na mesma proporção em massa.

8 Dalton (1808) Séc. XIX Dalton ressuscita A Teoria Atômica. Na segunda metade do séc. XVIII, a Química sofreu uma grande evolução. Certos fatos não podiam ser explicados pela teoria de Aristóteles, como a Lei de Lavoisier: A massa dos reagentes é igual à massa dos produtos. John Dalton ( ) Para explicar estes fatos Jonh Dalton propôs, em 1807, o seu modelo atômico.

9 Tudo que existe na natureza é composto por diminutas partículas denominadas átomos; Os átomos são indivisíveis e indestrutíveis; Existe um número pequeno de átomos diferentes na natureza; Reunindo átomos iguais ou diferentes nas variadas proporções, podemos formar todas as substâncias do universo conhecidas;

10 O átomo Modelo era proposto uma esfera por rígida Dalton: e indivisível (modelo da Bola de Bilhar) Os átomos do mesmo elemento são iguais entre si têm a mesma massa

11 RADIOATIVIDADE A radioatividade foi descoberta no século XIX. Até esse momento predominava a ideia de que os átomos eram as menores partículas da matéria. Com a descoberta da radiação, os cientistas constataram a existência de partículas ainda menores que o átomo, tais como: próton, nêutron, elétron. Vamos rever um pouco dessa história?

12 RADIOATIVIDADE (sec XIX) Os estudos de Becquerel (1896) e do casal Curie (1897) levaram à descoberta da radioatividade e de estranhos elementos que emitiam energia de origem desconhecida

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14 A descoberta da primeira partícula subatômica: o elétron Thomson realizou uma série de experiências utilizando um tubo de raios catódicos (tubo semelhante aos tubos existentes no interior dos televisores). J. J. Thomson ( ) Neste tubo, eram efetuadas descargas elétricas através de um gás rarefeito. Tubo de raios catódicos

15 Conclusões: Raios catódicos são corpusculares, pois quando interceptam um molinete de mica, este entra em rotação. Raios catódicos são constituídos de partículas com carga elétrica, pois são desviados por um campo elétrico e magnético e, pelo sentido do desvio, as partículas são negativas sendo denominadas de elétrons.

16 Em 1897 Thomson propõe novo modelo: Ao estudar as descargas no interior deste aparelho, Thomson, descobriu o elétron. Observava-se uma fluorescência esverdeada devido à existência de partículas de carga negativa que saem dos átomos do cátodo. A descarga emitida tinha carga elétrica negativa Thomson provou que os elétrons eram corpúsculos, dotados de carga elétrica e de massa, que fazem parte de toda a matéria.

17 Modelo proposto por Thomson: Esfera com carga elétrica positiva O átomo era uma esfera maciça de carga elétrica positiva, estando os elétrons dispersos na esfera. Elétrons (partículas com carga elétrica negativa) O número de elétrons seria tal que a carga total do átomo seria zero.

18 A descoberta da segunda partícula subatômica: o próton Cientista neozelandês, estudou com J.J. Thomson. Ernest Rutherford ( ) Em 1908 realizou uma experiência que lhe permitiu propor um novo modelo atômico.

19 Experiência de Rutherford

20 Experiência de Rutherford Para verificar se os átomos eram maciço,rutherford bombadeou uma finíssima lâmina de ouro(0,001cm) com particulas alfa(α) positiva,emitidas por um material radioativo. As observações feitas durante o experimento levaram Rutheford a tirar uma série de conclusões:

21 Experiência de Rutherford As observações feitas durante o experimento levaram Rutheford a tirar uma série de conclusões: Observações Conclusões 1-A maioria das partículas α atravessava a lâmina sem sofre desvios. 2-Poucas partículas α( 1 em 20000) não atravessavam a lâmina e voltavam. 3-Algumas partículas α sofriam desvios de trajetória ao atravessar a lâmina de ouro. A maior parte do átomo deve ser vazio.nesse espaço (eletrosfera) devem estar localizados os elétrons. Deve existir no átomo uma pequena região onde está concentrada sua massa( o núcleo). O núcleo do átomo deve ser positivo, o que provoca uma repulsão nas partículas α (positivas).

22 Experiência de Rutherford Resultados previstos segundo o modelo de Thomson: As partículas α deveriam atravessar as folhas de ouro sem sofrer desvios. Resultados obtidos: A maior parte das partículas α comportava-se como esperado, mas um significativo número delas sofria desvios acentuados.

23 Resultados da experiência de Rutherford Partículas α Existe, no interior do átomo, uma região central positiva o núcleo, que exerce fortes forças repulsivas sobre as partículas alfa.

24 Modelo proposto por Rutherford (1911): O átomo é uma estrutura praticamente vazia, e não uma esfera maciça; É constituído por: Núcleo muito pequeno com a carga positiva, onde se concentra quase toda a massa do átomo. Elétrons com carga negativa movendo-se em volta do núcleo. O átomo seria um sistema semelhante ao sistema solar. Modelo Planetário

25 A descoberta da terceira partícula subatômica: o nêutron Percebeu-se que no núcleo poderia ter mais de 1 próton Comprometeria a estabilidade do núcleo (forças de repulsão muito fortes). Rutherford admitiu que existia no núcleo partículas semelhantes aos prótons, porém sem cargas Chadwick (1932) descobriu os nêutrons Os nêutrons serviriam para diminuir a repulsão entre os prótons (maior estabilidade no núcleo)

26 Velódromo: o ciclista pode ocupar qualquer parte da pista. O modelo atômico planetário: elétrons giram ao redor do núcleo, podendo ocupar qualquer órbita existente.

27 Niels Bohr (1913) Niels Bohr trabalhou com Thomson, e posteriormente com Rutherford. Niels Bohr ( ) Tendo continuado o trabalho destes dois físicos, aperfeiçoou, em 1913, o modelo atômico de Rutherford.

28 modelo de Rutherford era incompatível com algumas das teorias da Física uma partícula carregada movendo em uma trajetória circular deve perder energia

29 Modelo Atômico de Bohr 1º Postulado: A eletrosfera do átomo está dividida em regiões denominadas níveis ou camadas, onde os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias, de modo a ter uma energia constante, ou seja, sem emitirem nem absorverem energia.

30 2º Postulado: Fornecendo energia (térmica, elétrica,...) a um átomo, um ou mais elétrons a absorvem e saltam para níveis mais afastados do núcleo (mais energéticos). Ao voltarem ás suas órbitas originais, devolvem a energia absorvida em forma de luz (fóton).

31 Modelo de Bohr Modelo de Bohr Modelo com Níveis de energia (1913) K L M N O P Q ) ) ) ) ) ) ) Núcleo Eletrosfera ) ) ) Fóton Niels Bohr Efeito Fotoelétrico

32 SALTO QUÂNTICO

33 MODELO ATÔMICO DE CLÁSSICO Algumas características físicas das partículas atômicas fundamentais:

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35 LUZ É uma onda eletromagnética que se propaga no vácuo e possui é um perturbações oscilantes dentro do campo visível do olho humano. Exemplos: v =. f v: velocidade : comprimento de onda f: freqüência Ondas do mar, Som, Onda sísmica, Luz, Ondas de rádio, Raio X.

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38 Espectro da Luz Se a luz de uma lâmpada comum atravessa um prisma, ela será decomposta em varias cores, obtemos assim o espectro da luz visível:

39 Espectro da Luz

40 O ESPECTRO DISCRETO - Emissão Um elétron que ganha energia e se encontra em um nível de energia n = 3. Ele emite uma onda eletromagnética, perdendo energia e volta para o nível n = 1. n = 3 n = 2 n = 1 Esta onda não tem uma freqüência qualquer, mas E3 E1 h

41 Devido aos diferentes níveis de energia, há possibilidades de diferentes transições. Assim, o elétron pode saltar de n = 3 direto para n = 1, ou ir de n = 3 para n = 2 e depois de n = 2 para n = 1. n = 3 n = 2 n = 1 Cada transição implica numa emissão com freqüência diferente. Isso explica o surgimento das linhas no espectro discreto dos elementos. Note que cada transição corresponde a uma cor no espectro abaixo.

42 Também este modelo apresentava algumas falhas... Este modelo adequa-se muito bem a átomos com apenas um elétron, falhando para átomos com vários electrões; Este modelo também não explica a interação entre vários átomos. No entanto, ainda é o modelo mental utilizado por muitos cientistas, visto ser de fácil visualização.

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44 (UFSC) 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: 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 Resolução São falsas as afirmações 01 e 04. Os átomos podem ser fragmentados em partículas menores. Os elétrons possuem carga negativa.

45 (UFSC) Na famosa experiência de Rutherford, no início do século XX, com a lâmina de ouro, o(s) fato(s) que (isoladamente ou em conjunto) indicava(m) o átomo possuir um núcleo pequeno e positivo foi(foram) 01. As partículas alfa teriam cargas negativas 02. Ao atravessar a lâmina, uma maioria de partículas alfa sofreria desvio de sua trajetória. 04. Um grande número de partículas alfa não atravessaria a lâmina 08. Um pequeno número de partículas alfa atravessando a lâmina sofreria desvio de sua trajetória 16. A maioria das partículas alfa atravessaria os átomos da lâmina sem sofrer desvio de sua trajetória. Indique as corretas. Estão corretas as afirmativas 08 e 16.

46 (UFMG) Dalton, Rutherford e Bohr propuseram, em diferentes épocas, modelos atômicos. Algumas características desses modelos são apresentadas abaixo: modelo I: Núcleo atômico denso, com carga positiva. Elétrons em órbitas circulares. modelo II: Átomos maciços e indivisíveis. modelo III: Núcleo atômico denso, com carga elétrica positiva. Elétrons em órbitas circulares de energia quantizada. A associação modelo/cientista correta é: a) I/Bohr, II/Dalton, III/Rutherford b) I/Dalton, II/Bohr, III/Rutherford c) I/Dalton, II/Rutherford, III/Bohr d) I/Rutherford, II/Bohr, III/Dalton e) I/Rutherford, II/Dalton, III/Bohr Resolução:A alternativa correta é a e.

47 (ITA) Considerando a experiência de Rutherford, assinale a alternativa falsa: a) A experiência consistiu em bombardear películas metálicas delgadas com partículas alfa. b) Algumas partículas alfa foram desviadas do seu trajeto devido à repulsão exercida pelo núcleo positivo do metal. c) Observando o espalhamento das partículas alfa, Rutherford concluiu que o átomo tem densidade uniforme. d) Essa experiência permitiu descobrir o núcleo atômico e seu tamanho relativo. e) Rutherford sabia antecipadamente que as partículas alfa eram carregadas positivamente. A alternativa falsa é a c.

48 (Fuvest) Há exatos 100 anos, J.J. Thomson determinou, pela primeira vez, a relação entre a massa e a carga do elétron, o que pode ser considerado como a descoberta do elétron. É reconhecida como uma contribuição de Thomson ao modelo atômico: a) o átomo ser indivisível b) a existência de partículas subatômicas c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo e) o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma eletrosfera Alternativa b.

49 Aponte em cada modelo a seguir as características que contrariam a proposta de modelo atômico atual: o átomo constituído de núcleo e eletrosfera, considerando as partículas subatômicas: prótons, nêutrons e elétrons. I. Átomo dos gregos Demócrito de Abdera (420 a.c.) e Leucipo (450 a.c.): a matéria era composta por pequenas partículas que receberam a denominação de átomo (do grego átomo = indivisível). II. Átomo de Dalton: uma esfera maciça, homogênea, indivisível, indestrutível e eletricamente neutra. III. Átomo de Thomson: o átomo como uma pequena esfera positiva impregnada de partículas negativas, os elétrons. IV. Átomo de Rutherford: o átomo consiste em um núcleo pequeno que compreende toda a carga positiva e praticamente a massa do átomo, e também de uma região extranuclear, que é um espaço vazio onde só existem elétrons distribuídos.

50 Resposta Questão 1 I - Esse modelo é um modelo filosófico (sem base científica), onde o átomo não tem forma definida e não possui núcleo. II - Os átomos não podem ser maciços, mas, ao contrário, possuem um grande espaço vazio que comportam elétrons, estes giram ao redor do núcleo. III - Os elétrons não se encontram fixos no átomo, eles se movimentam na eletrosfera. IV - Rutherford conceituou que no núcleo atômico se encontram partículas (prótons) que têm uma massa maior que a do elétron, mas se tratando da carga, o núcleo e o elétron possuem cargas iguais, e de sinais opostos.

51 Uma importante contribuição do modelo de Rutherford foi considerar o átomo constituído de: a) elétrons mergulhados numa massa homogênea de carga positiva. b) uma estrutura altamente compactada de prótons e elétrons. c) um núcleo de massa desprezível comparada com a massa do elétron. d) uma região central com carga negativa chamada núcleo. e) um núcleo muito pequeno de carga positiva, cercada por elétrons.

52 Resposta Questão 2 a) (INCORRETA) De acordo com Rutherford, os elétrons apresentavam carga negativa. b) (INCORRETA) A estrutura onde se encontrava os elétrons (eletrosfera) era considerada vazia, e não compactada. c) (INCORRETA) O núcleo continha praticamente toda a massa do átomo, segundo o conceito de Rutherford. d) (INCORRETA) O experimento permitiu concluir que a região central (núcleo) possuía carga positiva A alternativa correta é a letra E.