Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - Química
Ensino Médio – 1ª Série
EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
No desenho Avatar,
o personagem Aang
terá que dominar os
4 elementos para
salvar a Terra.
Imagem: Avatar: The last airbender
The complete book 1 collection(2005) / Nickelodeon /
http://www.covershut.com/cover-tags/Avatar-The-Last-Airbender.html
No filme
O Quinto Elemento,
Bruce Willis deve
encontrar pedras
que representam
os 4 elementos e
juntá-las ao 5º
(uma mulher) para
salvar a Terra.
Imagem: O quinto elemento (1997) / Gaumont Film Company /
http://www.covershut.com/Blu-Ray-Covers/31993-The-Fifth-Element-1997-Wide-Screen-Front.html
No começo dos
anos 1990, o
Capitão Planeta
aparecia para salvar
a Terra após a
combinação dos 4
elementos com o
amor.
Imagem: Capitain planet and the planeteers (1990) /DIC Entertainment /
http://serialkillercalendar.com/VHSWASTELAND
/HIGH-RES-SCANS-OF-CHILDREN-VHS-COVERS-C2.html
Sempre os Quatro Elementos...
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
MODELOS ATÔMICOS
• Filósofos gregos se preocupavam em encontrar uma
explicação sobre a constituição da matéria.
• Aristóteles e Empédocles (Continuidade da
matéria): a matéria não tem um limite, sempre uma
forma se transforma em outra.
• Quatro elementos  Fogo, Água, Terra e Ar (Losango
dos elementos)
• Leucipo e Demócrito (Matéria descontínua): Há um
limite para a divisão da matéria.
• A matéria é formada por minúsculas partículas
indivisíveis e não contínuas (átomos).
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Os Quatro Elementos
FOGO
quente
seco
AR
TERRA
frio
úmido
AGUA
Imagem: Heron / Public Domain
Losango dos elementos de
Empédocles
Imagem: Ratomir Wilkowski / Creative
Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
Os quatro elementos de
Empédocles
4
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Dalton (1808)
Imagem: John Dalton / Public Domain
• A matéria é formada por átomos, que são
partículas esféricas, maciças e indestrutíveis;
• Átomos de elementos químicos diferentes
apresentam-se
com
massa,
tamanho
e
propriedades químicas e físicas diferentes.
Saiba que:
O modelo de Dalton é
conhecido como “Modelo da
Como Dalton
representava os
Bola de Bilhar”.
elementos
químicos
5
Imagem: Executive Billiards / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Fique atento
Imagem: Charles Turner / Public Domain
De acordo com Dalton...
• as substâncias são formadas pela combinação de
elementos, numa proporção de números inteiros;
• um composto é formado pela combinação de átomos
de dois ou mais elementos que se unem entre si,
originando novas substâncias.
John Dalton estudou
a deficiência visual (de
que ele mesmo sofria)
chamada daltonismo.
6
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Atividade Experimental – Natureza elétrica da
matéria
Imagem: JJ Harrison / GNU
Free Documentation License
Imagem: KayEss / GNU
Free Documentation License
Imagem: Lauri Rantala / Creative
Commons Attribution 2.0 Generic
Utilize um fio de
Atrite uma bexiga em sua
... Pequenos
cabelo ou uma linha
camiseta e depois
pedaços de papel
para amarrar...
aproxime do cabelo de
alumínio de
um colega ou de
bombons
pedacinhos de papel.
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Natureza elétrica da matéria - Discussão
 O que acontece ao aproximar a bexiga
atritada do cabelo?
 Antes de atritar, qual era a condição elétrica
da bexiga?
 Descreva o que aconteceu após a
aproximação da bexiga atritada do papel
alumínio.
 Se você aproximar a bexiga do fio de cabelo,
o que acontece?
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Thomson (1903)
• Primeiro modelo atômico divisível e elétrico.
• Estudando descargas em tubos de raios catódicos, Thomson
percebeu a existência de partículas carregadas negativamente
nos átomos.
Conhecido
como
"Pudim de
Passas"
Imagem: Kurzon / Public Domain
Tubo de
raios
catódicos
Todos os gases
utilizados
emitiram tais
raios.
Imagem: Fastfission / Public Domain
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Rutherford (1911)
Algumas
poucas
partículas eram
desviadas.
3
1
A maioria das
partículas
atravessou.
2
Manchas fotográficas
Algumas eram
ricocheteadas.
Cargas positivas
Imagem: Diego Grez / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
10
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Rutherford – Conclusões
• (1) A maioria das partículas alfa () passava livremente
através da placa de ouro.
 O átomo é um imenso vazio.
 Eletrosfera (abriga elétrons) e núcleo (abriga prótons e
nêutrons);
• (2) Poucas partículas alfa não atravessavam a lâmina de
ouro.
 Núcleo pequeno e denso;
• (3) Poucas partículas alfa passavam e sofriam desvios.
 Núcleo positivo.
11
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
O Sistema Solar de Rutherford
Imagem: Cburnett / GNU Free Documentation License
Representação do
modelo atômico de
Rutherford
Imagem: Harman Smith and Laura Generosa / Public Domain
Sistema Solar
12
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Fique ligado!
• Os nêutrons só foram descobertos em
1932 por James Chadwick.
• O núcleo atômico é muito menor que a
eletrosfera.
 Para efeito de comparação, podemos
imaginar o núcleo como uma formiga no
centro do estádio do maracanã (1).
13
Imagem: (a)Autor desconhecido / United States Public Domain, (b)Agostino
Carracci / United States Public Domain, (c)Charles Turner / Public Domain,
(d)Autor desconhecido / United States public domain, (e)AB Lagrelius &
Westphal / Public Domain, (f)Nobel foundation / Public Domain
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Evolução dos modelos atômicos
Leucipo e Demócrito
Ernest Rutherford
(1911)
Niels Bohr (1913)
John Dalton (1808)
Joseph J. Thomson
(1903)
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Imagem: Splarka / Public Domain
A água tônica é fluorescente
15
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Luminescência
Um processo de luminescência ocorre quando
fornecemos energia a alguma molécula;
 Se a energia fornecida for luminosa, teremos uma
fluorescência ou uma fosforescência;
 Fluorescência  A substância emitirá luz enquanto
estiver sendo iluminada;
• Não brilhará no escuro.
 Fosforescência  A substância irradiada continuará
emitindo luz mesmo após cessada a iluminação;
• Brilhará no escuro.
16
QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Imagem: Scott
Nazelrod / Public Domain
Demonstrações:
Fluorescência x Fosforescência
Imagem: Kallemax / Public Domain
As cédulas possuem
fibras coloridas...
... Que, com o auxílio de uma luz
ultravioleta (luz negra), brilham!
Imagem: Jonbeebe / GNU Free Documentation License
Ao submetermos escorpiões, esmaltes com cores vivas, controle
remoto de TV e adesivos infantis à luz negra, verificaremos o
aparecimento de brilho.
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Modelo de Bohr
• Os elétrons estão em órbitas circulares, ao redor de um
núcleo central, sem absorver nem emitir energia
espontaneamente;
• O átomo possui um número limitado de órbitas, níveis
ou camadas eletrônicas, que varia de um elemento
químico para outro;
• Cada uma dessas órbitas múltiplo inteiro do quantum (E
= h.ν), possui uma quantidade fixa de energia:
 Daí o termo Energia Quantizada.
E = energia
h = constante de Planck
c = velocidade da luz
 = frequência
 = comprimento de onda
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QUÍMICA - 1º Ano
Evolução dos Modelos Atômicos
Transições Eletrônicas - Absorção
Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de
ilustração de Autor Desconhecido.
• Ao absorver um quantum de energia, o
elétron “salta” para um nível mais energético
(2);
 Ocorre a excitação eletrônica;
19
Transições Eletrônicas - Emissão
Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de
ilustração de Autor Desconhecido.
• No estado excitado, o elétron é instável;
• Ao retornar ao nível fundamental, emitirá um
quantum de eneria na forma de luz:
20
Saiba que:
• Os saltos eletrônicos de qualquer nível mais externo para o
“nível L” correspondem a radiações visíveis do espectro
eletromagnético, que vão do vermelho ao violeta.
Imagem: Horst Frank / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
Os espectros dos elementos químicos são descontínuos.
21
Espectro Eletromagnético
Imagem: Inductiveload, NASA / GNU Free Documentation License
Observe que a
parte visível do
espectro é a
menor faixa.
22
Ariano Suassuna
Pérola de Ariano Suassuna no Youtube comentando sobre os
cientistas Rutherford e Bohr:
http://www.youtube.com/watch?v=rlC6oTcSUa4
23
Modelo atual
• É constituído pela combinação de contribuições de
muitos cientistas, destacando-se:
 Sommerfeld (1916)  Elétrons, além de
descreverem órbitas circulares, também descrevem
órbitas elípticas:
Imagem: Pieter Kuiper / Public Domain
24
Modelo atual – de Broglie
L. V. de Broglie (1923) Baseando-se no
experimento da fenda dupla, descreve o
elétron como uma onda-partícula:
O experimento da fenda dupla pode ser visualizado no Youtube:
http://www.youtube.com/watch?v=gAKGCtOi_4o
25
Modelo atual – Heisenberg
• Werner Heisenberg (1927) Para tentar
localizar o elétron, alteramos sua
velocidade ou sua posição.
• Princípio da Incerteza: é impossível
determinar ao mesmo tempo a posição (x)
e o momento do elétron (p).
xp ≥ h/2
Expressão matemática do
Princípio da Incerteza
26
Modelo atual – Schrödinger
• Erwin Schrödinger (1926)  utilização de
cálculos estatísticos para determinar a posição
do elétron.
• Equação de Schrödinger - mostra o cálculo da
região de máxima probabilidade de se
encontrar o elétron
2
2
2

h
     
 2  2  2  2   V  E
8 m  x
y
z 
2
27
Fique atento
• Na equação de Schrödinger, a região
de máxima probabilidade de encontrar
os elétrons é representada pela letra
grega , chamada função de onda.
• O quadrado da função de onda (2)
é chamado de orbital atômico.
28
Orbitais atômicos
Orbitais tipo d
no plano
cartesiano
Imagem: Sven / GNU Free Documentation License
Plano nodal é a região onde é nula a
probabilidade de encontrar o elétron.
29
Contribuições ao Modelo Atual
Arnold Sommerfeld
(1868-1951)
Imagem: Autor desconhecido / United States Public Domain
Werner
Heisenberg
(1901-1976)
Imagem: Autor desconhecido / United States Public Domain
Louis-Victor-PierreRaymond, duque
de Broglie
(1892-1987)
Imagem: Autor desconhecido / United States Public Domain
Erwin Rudolf
Josef Alexander
Schrödinger
(1887-1961)
Imagem: Nobel foundation / Public Domain
30
Tabela de Imagens
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Autoria / Licença
Link da Fonte
2.a Avatar: The last airbender The complete book 1 http://www.covershut.com/cover-tags/Avatarcollection(2005) / Nickelodeon /
The-Last-Airbender.html
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2.b O quinto elemento (1997) / Gaumont Film
http://www.covershut.com/Blu-RayCompany / http://www.covershut.com/Blu-Ray- Covers/31993-The-Fifth-Element-1997-WideCovers/31993-The-Fifth-Element-1997-WideScreen-Front.html
Screen-Front.html
2.c Capitain planet and the planeteers (1990) /DIC http://serialkillercalendar.com/VHSWASTELAND/
Entertainment /
HIGH-RES-SCANS-OF-CHILDREN-VHS-COVERShttp://serialkillercalendar.com/VHSWASTELAND/ C2.html
HIGH-RES-SCANS-OF-CHILDREN-VHS-COVERSC2.html
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Four_el
4.a Heron / Public Domain
ements_representation.svg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Zywioly
4.b Ratomir Wilkowski / Creative
Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported 02.png
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dalton
5.a John Dalton / Public Domain
_atomic_symbols.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PoolRa
5.b Executive Billiards / Public Domain
ckAramith.png
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:John_D
6 Charles Turner / Public Domain
alton_by_Charles_Turner.jpg
Data do
Acesso
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
31
Tabela de Imagens
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Link da Fonte
7.a JJ Harrison / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:String_
Fibers.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Balloo
7.b KayEss / GNU Free Documentation License
ns-KayEss-1.jpeg
7.c Lauri Rantala / Creative Commons Attribution http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alumin
ium_foil_booster_bag.jpg?uselang=en
2.0 Generic
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:JJ_Tho
9.a Kurzon / Public Domain
mson_Cathode_Ray_2_explained.svg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Plum_pudding
9.b Fastfission / Public Domain
_atom.svg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Model
10 Diego Grez / Creative Commons Attributiono_At%C3%B3mico_Ernest_Rutherford.svg
Share Alike 3.0 Unported
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12.a Cburnett / GNU Free Documentation License
ford_atom.svg
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12.b Harman Smith and Laura Generosa / Public
ys8.jpg
Domain
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14.a Autor desconhecido / United States Public
pe_(portrait).jpg
Domain
14.b Agostino Carracci / United States Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Democ
ritus_by_Agostino_Carracci.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:John_
14.c Charles Turner / Public Domain
Dalton_by_Charles_Turner.jpg
Data do
Acesso
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
32
Tabela de Imagens
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Link da Fonte
Data do
Acesso
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_Rutherford.jpg
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Bohr.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:JJ_Tho
mson_(Nobel).jpg
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water_uv.jpg
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0_under_blacklight.jpg
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ight_bulb.jpg
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n_Under_Blacklight.jpg
26/03/2012
19 SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração de
Acervo SEE-PE
Autor Desconhecido.
20 SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração de
Acervo SEE-PE
Autor Desconhecido.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Espect
21 Horst Frank / Creative Commons Attributionro_eletromagnetico-pt.svg
Share Alike 3.0 Unported
22 Inductiveload, NASA / GNU Free Documentation http://commons.wikimedia.org/wiki/File:EM_Sp
ectrum_Properties_edit.svg
License
28/03/2012
14.d Autor desconhecido / United States public
domain
14.e AB Lagrelius & Westphal / Public Domain
14.f Nobel foundation / Public Domain
15 Splarka / Public Domain
17.a Scott Nazelrod / Public Domain
17.b Kallemax / Public Domain
17.c Jonbeebe / GNU Free Documentation License
26/03/2012
26/03/2012
26/03/2012
27/03/2012
27/03/2012
27/03/2012
28/03/2012
27/03/2012
27/03/2012
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Tabela de Imagens
Slide
Autoria / Licença
24 Pieter Kuiper / Public Domain
29 Sven / GNU Free Documentation License
30.a Autor desconhecido / United States Public
Domain
30.b Autor desconhecido / United States Public
Domain
30.c Autor desconhecido / United States Public
Domain
30.d Nobel foundation / Public Domain
Link da Fonte
Data do
Acesso
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erfeld_ellipses.svg
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tals.svg
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erfeld1897.gif
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e_Big.jpg
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berg_10.jpg
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inger.jpg
27/03/2012
27/03/2012
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