Átomos, elementos químicos, número atómico e número de massa
Em cada átomo, há um núcleo central com partículas com
carga elétrica positiva (protões) e partículas neutras (neutrões,
partículas sem carga elétrica) — exceto num tipo de átomos de
hidrogénio, que têm apenas um protão e um eletrão.
1H
Raio atómico: uma característica dos elementos químicos
http://www.nist.gov/cnst/epg/atom_manipulation_stm.cfm
O raio dos átomos varia entre um mínimo de
31 pm e um máximo de 298 pm (ver tabela em
baixo). A unidade pm, picómetro, é a unidade
de comprimento mais utilizada para exprimir
esse raio. O picómetro (pm) é a milionésima de
milionésima do metro (1 pm = 10–12 m).
Podemos, pois, dizer que o raio dos átomos
varia entre a dezena e a centena de
picómetros.
Fotos de átomos do elemento
químico cobalto, Co.
152 pm = 0,152 nm
1 n = 10−9
0,000 000 001 m =
O prefixo “nano”, símbolo “n”,
representa 10–9
1 p = 10
Utiliza-se também, frequentemente, o
nanómetro, que é igual a 1000 picómetros.
Em nanómetros, o raio dos átomos varia de
0,031 nm até 0,298 nm.
1
1
m=
m = 10−9 m = 1 nm
1 000 000 000
109
(nanómetro)
1
1
0,000 000 000 001 m =
m=
m = 10−12 m = 1 pm
1 000 000 000 000
1012
−12
2H
Modelos de
átomos de
três isótopos de
hidrogénio:
1H, 2H e 3H.
Apenas os isótopos
hidrogénio 1 e hidrogénio 2
existem na Natureza.
O termo isótopo é formado a partir das raízes
gregas isos (“igual”) e topos (“lugar”) e refere-se
ao “mesmo lugar” na tabela periódica.
número de massa
Representação dos três isótopos de H, com indicação
do número de massa e do número atómico.
Como se “fotografam” os átomos
Tubo com
elétrodo (ponta)
2
53
2
112
Controlo do tubo
Ponta
18
167 4
Amplificador
Milionésima do metro (micrómetro)
1
3
3
H
1
número atómico
Milésima do metro (milímetro)
H
2
H
1
Note-se que “1” e “2” são o número de partículas no núcleo
dos átomos (o chamado número de massa) de cada isótopo
de hidrogénio: 1 protão + 0 neutrões no isótopo 1H e 1 protão
+ 1 neutrão no isótopo 2H. A massa dos átomos do isótopo
1H é, evidentemente, menor do que a massa dos átomos do
isótopo 2H.
Milésima de milionésima do metro (nanómetro)
1
1
nm =
nm = 10–3 nm
1000
103
hidrogénio
1
H
1
Por exemplo: na Natureza há apenas dois isótopos de
hidrogénio: hidrogénio 1 e hidrogénio 2, que são representados
por 1H e 2H.
Milionésima de milionésima do metro (picómetro)
1 nm = 1000 pm = 103 pm
1
3H
Mas os átomos de um mesmo elemento químico podem ter
número diferente de neutrões. Por exemplo, há átomos de
cloro com 18 neutrões e outros como 20 neutrões. Utiliza-se o
termo isótopo para designar átomos de um mesmo elemento
mas com diferente número de neutrões. Há mais de 300
isótopos naturais e milhares de isótopos artificiais (muitos são
utilizados em medicina).
(picómetro)
O prefixo “pico”, símbolo “p”,
representa 10–12
1 pm =
O número de protões é uma característica de cada elemento
químico e é designado por número atómico do elemento.
Representa-se por Z.
13
5
número atómico
14
15
67 7
87 6
16
56 8
17
48 9
Ponta
31
Amostra
Tensão
elétrica
He
hélio
42 10
Processamento dos dados
e imagem
38
raio atómico em pm
Li
lítio
Be
B
berílio
boro
http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_radius#Calculated_atomic_radii
sódio
Mg
magnésio
N
nitrogénio
13 118 14 111 15
11 190 12 145
Na
C
carbono
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Al
alumínio
Si
silício
O
oxigénio
98 16
P
fósforo
F
flúor
88 17
S
enxofre
Cl
19 243 20 194 21 184 22 176 23 171 24 166 25 161 26 156 27 152 28 149 29 145 30 142 31 136 32 125 33 114 34 103 35
K
potássio
Ca
cálcio
Sc
escândio
Ti
titânio
V
vanádio
Cr
cromo
Mn
manganês
Fe
ferro
Co
cobalto
Ni
níquel
Cu
cobre
Zn
zinco
Ga
gálio
Ge
germânio
As
arsénio
Se
selénio
néon
79 18
cloro
Br
71
Ar
árgon
94 36
bromo
88
Kr
crípton
37 265 38 219 39 212 40 206 41 198 42 190 43 183 44 178 45 173 46 169 47 165 48 161 49 156 50 145 51 133 52 123 53 115 54 108
Rb
rubídio
Sr
estrôncio
Y
ítrio
55 298 56 253 57-71
Cs
césio
87
Fr
frâncio
28
Ba
bário
88
Ra
rádio
lantanídios
Zr
zircónio
Nb
nióbio
Mo
molibdénio
tecnécio
Ru
ruténio
Rh
ródio
Pd
paládio
Ag
prata
Cd
cádmio
In
índio
Sn
estanho
Sb
antimónio
Te
telúrio
I
iodo
72 208 73 200 74 193 75 188 76 185 77 180 78 177 79 174 80 171 81 156 82 154 83 143 84 135 85
Hf
háfnio
89-103 104
actinídios rutherfórdio
Ta
tântalo
105
dúbnio
W
tungsténio
106
seabórgio
Re
rénio
107
bóhrio
Os
ósmio
108
hássio
Ir
irídio
109
meitnério
Pt
platina
Au
ouro
Hg
mercúrio
110
111
112
darmstácio
roentgénio copernício
Tl
tálio
113
http://passarolafq.pt
Pb
chumbo
114
Bi
bismuto
115
Po
polónio
116
At
ástato
117
Amostra
Ne
Xe
xénon
86 120
Rn
rádon
118
Raios atómicos dos
diversos elementos
químicos, em
picómetros. O
elemento que tem
átomos de menor raio
é o hélio (grupo 18,
1.º período) e o que
tem átomos de maior
raio é o césio (grupo
1, 6.º período).
YouTube: “A Boy And His Atom: The World's Smallest Movie”
Os átomos podem “ser vistos” usando
microscópios de varrimento por efeito
túnel (em inglês STM, «Scanning Tunneling
Microscope»).
Estes microscópios usam uma sonda
extremamente fina, de dimensões atómicas,
na extremidade. Esta sonda é colocada por
cima do material que se pretende “fotografar”.
A ponta da sonda fica a uma tensão elétrica
extremamente elevada, de modo que possa
atrair os eletrões da superfície do material
examinado (a ponta tem de estar muito perto
da superfície mas não pode encostar!). Os
eletrões «saltam», então, do material para
a ponta. O microscópio diz-se de varrimento
porque, por meio de um braço mecânico
(como o de um robô), consegue–se colocar
a ponta sucessivamente em vários sítios,
“varrendo” a superfície do material que está a
ser observado. Saltam mais ou menos eletrões
conforme eles forem mais abundantes ou mais
escassos: por isso, o que se tem no final do
varrimento é uma imagem da distribuição
eletrónica. Essa imagem é tratada em
computadores e pode ser pintada com cores
«falsas».
Nessas imagens vê-se como é a matéria:
os eletrões distribuem-se principalmente
em certos sítios, que são os átomos. Vê-se
perfeitamente a forma regular como os
átomos estão dispostos.
Nota: os valores dos
raios atómicos podem
diferir de fonte para
fonte, devido aos
diferentes métodos de
cálculo utilizados.
http://www.youtube.com/watch?v=oSCX78-8-q0
http://passarolafq.pt
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