O átomo
Todas as substâncias são formadas de pequenas partículas chamadas átomos. Para se ter
uma idéia, eles são tão pequenos que uma cabeça de alfinete pode conter 60 milhões deles.
Os gregos antigos foram os primeiros a saber que a matéria é formada por tais partículas, as
quais chamaram átomo, que significa indivisível. Os átomos porém são compostos de partículas
menores: os prótons, os nêutrons e os elétrons. No átomo, os elétrons orbitam no núcleo, que
contém prótons e nêutrons.
Elétrons são minúsculas partículas que vagueiam aleatoriamente ao redor do núcleo central
do átomo, sua massa é cerca de 1840 vezes menor que a do Núcleo. Prótons e nêutrons são as
partículas localizadas no interior do núcleo, elas contém a maior parte da massa do átomo.
O Interior do Átomo
No centro de um átomo está o seu núcleo, que apesar de pequeno, contém quase toda a
massa do átomo. Os prótons e os nêutrons são as partículas nele encontradas, cada um com uma
massa atômica unitária.
O Número de prótons no núcleo estabelece o número atômico do elemento químico e, o
número de prótons somado ao número de nêutrons é o número de massa atômica. Os elétrons
ficam fora do núcleo e tem pequena massa.
Há no máximo sete camadas em torno do núcleo e nelas estão os elétrons que orbitam o
núcleo. Cada camada pode conter um número limitado de elétrons fixado em 8 elétrons por camada.
Características das Partículas:
Prótons: tem carga elétrica positiva e uma massa unitária.
Nêutrons: não tem carga elétrica mas tem massa unitária.
Elétrons: tem carga elétrica negativa e quase não possuem massa.
Estudo do Átomo
Em 1911 o físico neozelandês Ernest Rutherford fez sua "experiência da dispersão" para
suas novas descobertas sobre a estrutura do átomo e dela surgiu a base para o modelo de átomo
que estudamos até os dias de hoje.
Rutherford bombardeou uma fina camada de ouro com partículas alfa (partículas atômicas
emitidas por alguns átomos radioativos), sendo que a maioria atravessou a lâmina, outras mudaram
ligeiramente de direção e algumas rebateram para trás. Ele concluiu que isso acontecia porque em
cada átomo de ouro há um denso núcleo que bloqueia a passagem de algumas partículas
Partículas Fundamentais
Os físicos dividem as partículas atômicas fundamentais em três categorias: quarks,
léptons e bósons. Os léptons são partículas leves como o elétron.
Os bósons são partículas sem massa que propagam todas as forças do Universo. O
glúon, por exemplo, é um bóson que une os quarks e estes formam os prótons e os
nêutrons no núcleo atômico.
Os quarks se combinam para formar as partículas pesadas, como o próton e o
nêutron. As partículas formadas pelos quarks são chamadas hádrons. Tal como outras
partículas tem cargas diferentes, tipos diferentes de quarks tem propriedades distintas,
chamadas "sabores" e "cores" , que afetam a forma de como eles se combinam.
A soma do número de prótons e de nêutrons existentes no núcleo de um átomo
recebe o nome de número de massa e é representado pela letra
A.
O número atômico corresponde ao número de prótons ou de elétrons existentes
num átomo e é representado pela letra Z.
A = número da massa = p + n Z = número atômico = p = e
O átomo é eletricamente neutro, pois o número de prótons é igual ao número de
elétrons, e, como sabemos, as cargas elétricas dessas têm o mesmo valor absoluto,
embora sejam de sinais contrários.
Massa atômica
O átomo é tão pequeno que é impossível vê-lo até mesmo com o auxílio de
microscópios potentes. Logo é impossível medir sua massa ultilizando uma balança e
as unidades usuais de massa, como grama, quilograma, etc. Para determinar a massa
atômica, os cientistas precisavam de algo que pudesse ser usado como padrão. Assim,
em 1961, eles adotaram o átomo-padrão o átomo do carbono com o número atômico
igual a 6 e o número da massa igual a 12. A seguir imaginaram esse átomo dividido em
12 partes iguais e consideraram uma dessas partes como a unidade de massa
atômica.
Imagine você também o átomo de carbono sendo dividido em doze partes iguais.
A unidade de massa atômica corresponde à massa de ½ do carbono 12. Quando
dizemos, por exemplo, que a massa atômica do hélio é 4, queremos dizer que sua
massa
é
4
vezes
maior
que
1/12
da
massa
do
carbono
12.
O arranjo dos elétrons na eletrosfera
A eletrosfera é constituída por partículas chamadas elétrons que giram ao redor
do núcleo.
Mas essas partículas não se encontram aí de maneira desorganizada, girando ao
acaso. Pelo contrário. Elas distribuem-se em camadas, cada uma com o número
determinado de elétrons.
Camadas eletrônicas
Um átomo pode ter no máximo 7 camadas eletrônicas. Cada uma é designada por uma
letra. A mais próxima do núcleo é designada pela letra K, a segunda pela letra L, a
terceira
pela
letra
M
e
assim
por
diante.
Cada uma das camadas eletrônicas tem um número máximo de elétrons. Veja qual é
esse número no quadro que segue:
De modo geral, os átomos não possuem todas as camadas eletrônicas. O átomo
de hidrogênio, por exemplo, tem apenas uma. Já o mercúrio tem 6. Mas qualquer que
seja o número de camadas eletrônicas de um átomo, a última delas não pode ter mais
de 8 elétrons.
Distribuição dos elétrons de alguns átomos
A= número de massa = 4
Z= número atômico = 2
Como Z corresponde ao número de prótons, Esse átomo tem 2 prótons.
Consequentemente o átomo de hélio possui também 2 elétrons pois o número de
prótons é igual ao de elétrons.
Ainda com base na notação, sabemos que A = 4. Como A = p +n, temos:
O número de nêutrons = 4-2 = 2.
Assim, esse átomo tem:
2 prótons, 2 nêutrons e 2 elétrons.
Íons
Consideremos o átomo de cloro com 17 prótons, 17 elétrons e 18 nêutrons.
Para adquirirem estabilidade, os átomos tendem a ganhar ou perder elétrons de tal
forma que a última camada fique completa.
Observe que a última camada eletrônica do átomo de cloro com 7 elétrons. Para
completar o número máximo de 8 elétrons na última camada, esse átomo deverá
receber 1 elétron. Porém caso ganhe o elétron que lhe falta, o átomo de cloro deixará
de ser neutro, pois terá 17 prótons e 18 elétrons.
Nesse caso o átomo de cloro ficará carregado negativamente, pois terá mais
elétrons do que prótons. O átomo carregado negativamente recebe o nome de íon
negativo ou ânion.
Assim esse átomo é denominado de íon de cloro e é representado por Cl-. O
sinal menos mostra que o átomo de cloro ganhou um elétron.
Consideremos o átomo de sódio que tem 11 prótons, 11 elétrons e 12
nêutrons. Veja esse átomo tem apenas um elétron na última camada. Se ele perder
esse elétron, a camada anterior ficará completa. Porém nesse caso o átomo de sódio
deixará
de
ser
um
neutro,
pois
terá
11
prótons
e
10
elétrons.
Dizemos então que o átomo de sódio ficou carregado positivamente pois seu
números de prótons tornou-se maior do que seu número de elétrons. O átomo
carregado positivamente recebe o nome de íon positivo ou cátion. O átomo de sódio
é denominado, portanto, de íon de sódio e é representado por Na+. O sinal mais
significa que o átomo de sódio perdeu um elétron.
Podemos dizer que os íons se classificam em dois tipos:
* Ânions - São íons negativos, pois nesse caso o número de elétrons é maior do que o
de prótons, ou seja, o átomo ganhou elétrons.
* Cátions - São íons positivos, pois nesse caso o número de elétrons do átomo é
menor do que o de prótons, ou seja, o átomo perdeu elétrons.