2º ano – EJA 2010
Professores: Toninho e Alberto
OS Modelos Atômicos
A estrutura e o comportamento da natureza sempre estimularam a imaginação do ser humano. O
homem primitivo atribuía aos deuses as causas de fenômenos naturais que não compreendia, como a
chuva e os terremotos. As primeiras tentativas de organização e explicação não religiosa dos fenômenos
naturais foram feitas pelos filósofos gregos. Empédocles (490-430 a.c.) afirmava que tudo se origina de
quatro elementos: terra, ar, fogo e água. O termo elemento, nesse caso, tem o significado de agente
formador e não apresenta nenhuma relação com o conceito moderno de elemento químico.
Leucipo e Demócrito, por volta de 400 a.C., propuseram que a natureza era formada por partículas
indivisíveis chamadas átomos – do grego a, "não", e tomos, "divisão". Esta é a origem dessa palavra, que
se manteve até hoje, apesar de sabermos que o átomo pode ser dividido.
Representação dos quatro elementos:
terra, ar, fogo e água.
Houve, porém, um grande salto no tempo até que aparecesse a primeira explicação propriamente
científica da estrutura atômica da matéria. No início do século XIX, Dalton apresentou seu modelo
atômico, apoiado em experimentos, hipóteses e teorias, em que retomava as idéias de Leucipo e
Demócrito. A história dos modelos atômicos, que teve início com essa teoria, representa parte importante
do atual conhecimento científico.
O Modelo Atômico de Dalton
No modelo atômico proposto por Dalton em 1806:
- a matéria seria formada por átomos, partículas esféricas sólidas, indivisíveis e
indestrutíveis;
- um elemento químico teria átomos característicos, exatamente Iguais, com a
mesma massa e as mesmas propriedades químicas;
- átomos de elementos diferentes teriam massa e propriedades químicas diferentes,
- uma reação química seria uma reorganização de átomos.
A descoberta do elétron
Quase cem anos após a formulação da teoria
atômica de Dalton, descobriu-se que o átomo não é
indivisíve1. Entre os anos de 1898 e 1903, o cientista
inglês Joseph John Thomson estudava descargas
elétricas usando um aparelho semelhante às atuais
lâmpadas fluorescentes, que continha um tubo onde
eram dadas descargas elétricas em gases mantidos a
baixas pressões. Como essas descargas partiam do
cátodo (pólo negativo) do circuito, o aparelho foi
denominado tubo de raios catódicos. Por meio de suas
experiências, Thomson concluiu que os raios catódicos:
 eram retilíneos e apresentavam massa;
 eram atraídos na direção da placa positiva de um
campo elétrico externo
2
Em 1898, ele propôs que os raios catódicos seriam formados por partículas negativas, que depois
foram chamadas de elétrons. Thomson verificou também que a estrutura dos raios catódicos não
dependia do tipo ele gás contido no interior do tubo, ou seja, os elétrons eram partículas fundamentais
da matéria, comuns a todos os tipos de átomo. Cerca de um ano depois, ele sugeriu que o átomo seria
uma massa positiva recheada de partículas negativas (os elétrons), como um pudim recheado de passas.
Daí o modelo atômico de Thomson ser conhecido como "pudim de passas" (do inglês plum pudding).
J. J. Thomson (1856 – 1940), prêmio Nobel em 1906
O Modelo atômico de Thomson
A descoberta do Núcleo Atômico
Na primeira década do século XX surgiram fortes evidências da
existência de outra particu1a atômica, mas com carga positiva, que
mais tarde foi chamada de próton.. Essa descoberta provocou novas
perguntas: de que maneira prótons e elétrons estariam dispostos no
átomo? Até que ponto seria correto o modelo de Thomson?
A primeira resposta a essas perguntas veio em 1911, com as
pesquisas em radioatividade do físico neozelandês Ernest Rutherford
(1871-1937).
Ernest Rutherford (à direita), junto de J. J. Thomson
A Radioatividade
Por volta de 1896, o francês Henri Becquerel e a polonesa Marie Curie mostraram que alguns
elementos químicos, como o urânio e o rádio, emitiam uma radiação natural e, por isso, Curie batizou o
fenômeno de radioatividade.
Em 1903, Rutherford, por meio de seus experimentos, determinou a natureza das radiações: alfa
(positiva), beta (negativa) e gama (neutra).
Bombardeando uma fina placa de ouro com radiação alfa, que sabia ser constituída de partículas
positivas, Rutherford verificou que a maior parte das partículas alfa atravessava a lâmina de ouro sem
alterações e que algumas partículas alfa atravessavam a lâmina, mas sofrendo desvios. Ele percebeu
ainda que havia algumas poucas partículas alfa que não atravessavam a quase transparente lâmina de
ouro. Como escreveu depois Rutherford " ... foi como se eu desse um tiro contra uma folha de papel e a
bala retomasse ...".
A tela fluorescente permitiu
deduzir a trajetória das
partículas alfas.
3
Com base nessas observações, Rutherford concluiu que:

átomo teria um núcleo positivo
que desviaria ou impediria a
passagem de algumas partículas
alfa;

O átomo teria um núcleo positivo, e
os elétrons girariam em volta dele,
como os planetas ao redor do Sol,
em
uma
região
chamada
eletrosfera.
Esse novo modelo atômico teria ainda as seguintes características:
• O núcleo é muito pequeno em relação ao tamanho do átomo. Em média, o diâmetro do átomo é 100
mil vezes o diâmetro de seu núcleo. Se um núcleo tivesse o tamanho de uma laranja, o átomo
correspondente teria aproximadamente o tamanho do Maracanã.
• O núcleo contém praticamente toda a massa do átomo. Medidas mostram que a massa do próton é
igual à massa de I 836 elétrons. Em outras palavras, o elétron possui massa desprezível em relação
ao núcleo do átomo.
• A existência do nêutron. Com a descoberta do núcleo, surgiu a pergunta: como prótons positivos
poderiam estar juntos sem que houvesse repulsão? Para responder a isso, Rutherford e o físico inglês
James Chadwick (1891-1972) sugeriram a existência de partículas neutras, que fariam um
acolchoamento entre os prótons, evitando a repulsão. Essa partícula – chamada de nêutron – foi
realmente descoberta em 1932 por Chadwick.
Características gerais de um átomo
- Apesar de atualmente serem conhecidas quase uma centena de partículas componentes do átomo, as
partículas subatômicas, o próton, O nêutron e o elétron ainda são considerados fundamentais. A
tabela abaixo mostra algumas de suas propriedades.
Partícula
Carga relativa
Próton (p)
Nêutron (n)
+1
Zero
Elétron (e-)
-1
Massa relativa
Carga real
(em Coulomb)
-19
1
1
1/1836
(desprezível)
+1,6 . 10
zero
-1,6 . 10-19
Massa real
(em gramas)
localização
1,673 . 10
1,675 . 10-24
núcleo
núcleo
9 . 10-28
eletrosfera
-24
 Todo átomo terá um núcleo (positivo) envolvido por uma eletrosfera (negativa). A eletrosfera é a
região ocupada pelos elétrons.
 Um átomo neutro sempre possuirá igual quantidade de prótons e elétrons.
 A quantidade de prótons de um átomo constitui seu número atômico (Z).
 A quantidade total de prótons e nêutrons de um átomo corresponde ao seu número de massa (A).
 Cada elemento químico possui um número atômico característico. Portanto:
Elemento químico é um conjunto' de átomos com o mesmo número atômico (Z), ou seja, mesmo
número de prótons.
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Exercícios de Fixação
01 - (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 científica
foi proposto por Dalton;
b) ( ) Segundo Dalton, a matéria é formada de partículas indivisíveis chamadas átomos;
c) ( ) Thomson foi o primeiro a provar 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.
02 - 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 desintegrados;
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.
03- Baseado no experimento de dispersão de partículas a por folhas metálicas finas, o átomo foi descrito
como sendo formado por um núcleo carregado positivamente e ocupando um pequeno espaço, rodeado
por partículas com carga negativa, em órbitas fixas, ocupando uma região muito maior. O cientista que
propôs este modelo para o átomo foi:
a) J.J. Thomson
b) John Dalton
c) Niels Bohr
d) Ernest Rutherford
04 - Há exatos 100 anos, J.J. Thomson determinou, pela primeira vez, 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 sub-atômicas.
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 como carga positiva e uma eletrosfera.
05 - (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.
06 - Numere a segunda coluna de acordo com a primeira, relacionando os nomes dos cientistas com os
modelos atômicos.
1. Dalton
( ) Descoberta do átomo com núcleo.
2. Rutheford
( ) Átomos esféricos, maciços, indivisíveis.
3. J. J. Thomson
( ) Modelo semelhante a um "pudim de passas" com cargas positivas e
negativas em igual número.
( ) Os elétrons giram em torno do núcleo.
Assinale a seqüência CORRETA encontrada:
a) 1 - 2 - 3 - 2
b) 1 - 3 - 2 - 2
c) 2 - 1 - 3 - 2
5
d) 3 - 2 - 1 - 2
07 - No início do século XIX 1803, John Dalton propôs um modelo de teoria atômica. Considere que sobre
a base conceitual desse modelo sejam feitas as seguintes afirmações:
I - O átomo apresenta a configuração de uma esfera rígida.
II - Os átomos caracterizam os elementos químicos e somente os átomos de um mesmo elemento são
idênticos em todos os aspectos.
III - As transformações químicas consistem de combinação, separação e/ou rearranjo de átomos.
IV - Compostos químicos são formados de átomos de dois ou mais elementos unidos em uma razão fixa.
Qual das opções a seguir se refere a todas afirmações CORRETAS?
a) I e IV.
b) II e III.
c) II e IV
d) II, III e IV.
e) I, II, III e IV.
08 - (UFRGS) O modelo atômico que suscitou a idéia de átomo como estrutura elétrica foi o:
a)
b)
c)
d)
e)
de Dalton
do átomo planetário de Rutherford
de Bohr
da mecânica ondulatória
de Thomson
09 - (UFSM) Considere as afirmativas:
I. o átomo é maciço e indivisível
II. o átomo é um grande vazio com um núcleo muito pequeno, denso e positivo
As afirmativas I e II pertencem aos modelos atômicos propostos por:
a) Dalton e Thomson
b) Rutherford e Bohr
c) Dalton e Rutherford
d) Thomson e Rutherford
10 - Ao resumir as características de cada um dos sucessivos modelos do átomo de hidrogênio, um
estudante elaborou o seguinte resumo:
MODELO ATÔMICO
Dalton
Thomson
Rutherford
CARACTERÍSTICAS
átomos maciços e indivisíveis.
elétron, de carga negativa, incrustado em uma esfera de carga positiva. A
carga positiva está distribuída, homogeneamente, por toda a esfera.
elétron, de carga negativa, em órbita em torno de um núcleo central, de
carga positiva. Não há restrição quanto aos valores dos raios das órbitas e das
energias do elétron.
O número de ERROS cometidos pelo estudante é:
a) 0
b) 1
c) 2
d) 3
11 - Ao longo da história da ciência, diversos modelos atômicos foram propostos até chegarmos ao
modelo atual. Com relação ao modelo atômico de Rutherford, podemos afirmar que:
( ) foi baseado em experimentos com eletrólise de soluções de sais de ouro.
( ) é um modelo nuclear que mostra o fato de a matéria ter sua massa concentrada em um pequeno
núcleo.
( ) é um modelo que apresenta a matéria como sendo constituída por elétrons (partículas de carga
negativa) em contato direto com prótons (partículas de carga positiva).
( ) não dá qualquer informação sobre a existência de nêutrons.
( ) foi deduzido a partir de experimentos de bombardeio de finas lâminas de um metal por partículas
betas.
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Número Atômico e Número de Massa
Tomando o modelo de Rutherford–Bohr como objeto de estudo, podemos definir alguns tópicos
básicos:
Número atômico (Z): n.° de prótons (P) no núcleo de um átomo. O número atômico caracteriza um
elemento químico. P = A - N
ou Z = A - N
Número de massa (A): O número de massa é a soma dos prótons (P) e nêutrons (N) do núcleo de um
átomo. A = P + N
ou A = Z + N
Número de Nêutrons (N): n.° de nêutrons (N) presentes no núcleo de um átomo. Os neutros não
interferem na carga elétrica mas interferem diretamente na massa do átomo. N = A – P ou N = A - Z
Número de elétrons (e-): representa os elétrons presentes na eletrosfera de um átomo. Para um átomo
neutro o número de eletros é igual ao número de prótons. P = e- ou Z = eRepresentação dos elementos químicos
Como um elemento é definido pelo seu número atômico e número de massa,
utiliza-se a seguinte notação para representá-lo, onde X é seu símbolo, Z seu
número atômico e A seu número de massa. Lembrando que o número de massa é
igual à soma do número de prótons e nêutrons.
Apesar de ser o número atômico o que caracteriza um elemento químico, esse elemento pode
apresentar número diferente de massa. Por exemplo o hidrogênio tem Z igual a um, mas se conhece
átomos de hidrogênio com A=1, A=2, A=3, representados por:
Determinando as partículas atômicas ou o número de massa
Exercícios de Fixação
11 - Indique os números de: massa; prótons nêutrons e elétrons dos átomos representados a seguir:
7
12 - (UNIFOR) O átomo desconhecido
tem igual número de nêutrons que o átomo de cálcio.
O número de massa (A) do átomo de Ca é igual a:
a) 10
b) 17
c) 20
d) 37
e) 40
13 - O átomo constituído de 17 prótons, 18 nêutrons e 17 elétrons apresentam, respectivamente,
número atômico e número de massa iguais a:
a) 17 e 17
b) 17 e 18
c) 18 e 17
d) 17 e 35
e) 35 e 17
14 - (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) os elétrons são partículas de carga negativa e estão presentes na eletrosfera do átomo.
15 - (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.
16 - (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;
17 - (FUVEST) As seguintes
representações: , 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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Íons
De maneira simples, os íons são átomos que, por um motivo qualquer, perderam ou ganharam elétrons.
Quando um átomo perde elétrons se torna um íon positivo ou cátion, passando a ter excesso de cargas
positivas.
Contrariamente, ao ganhar elétrons, torna-se um íon negativo ou ânion. Os átomos dos elementos
químicos tendem a estabilizar a última camada ganhando ou perdendo elétrons, ou seja, para a maioria
há necessidade de se transformar em íons. Por exemplo, átomos de metais, como o cobre, tendem a
perder elétrons (íons cátion) e átomos de ametais, como o oxigênio, tendem a ganhar elétrons (íons
ânion).
Resumindo, 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.
Exercícios de Fixação
18 - Indique os números de: massa; prótons nêutrons e elétrons dos íons representados a seguir.
Classifique-os em cátion ou ânion:
19 – O íon
a)
b)
c)
d)
e)
possui:
19 prótons
19 nêutrons
39 elétrons
Nº de massa igual a 20
Nº atômico igual a 39
20 - Uma semelhança entre íons ao lado, é o fato de apresentarem:
a)
b)
c)
d)
e)
O mesmo número atômico
A mesma carga nuclear
Núcleos com igual nº de nêutrons
Núcleos com igual nº de prótons
Eletrosfera com igual nº de elétrons
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ISÓTOPOS
Os isótopos são átomos do mesmo elemento químico, portanto têm o mesmo número atômico,
que apresentam diferentes números de massa. Isso significa átomos com o mesmo número de prótons e
diferentes números de nêutrons.
Representação geral dos isótopos
Por recomendação da IUPAC, adota-se a seguinte convenção:
• O número atômico (Z) deve ser indicado abaixo e à esquerda do símbolo do elemento.
• O número de massa (A) será colocado acima e também à esquerda do símbolo do elemento.
A maior parte dos elementos químicos é uma mistura ele isótopos. Poucos elementos, como o flúor
e o alumínio, são constituídos por um único tipo de átomo.
Em nosso planeta, a composição isotópica de um elemento, ou seja, a porcentagem ele átomos
elos isótopos que compõe o elemento, é sempre constante, não importando qual seja a substância.
Todas as substâncias que contêm o elemento cloro, por exemplo, sempre apresentarão 7S% de átomos
de cloro-35e 25% ele átomos ele cloro-37.
Veja, na tabela a seguir, alguns exemplos ele isótopos elo cloro e elo oxigênio.
Elemento
Número
atômico (Z)
Representação
do isótopo
Isótopos
35
Cloro-35
Cloro (Cl)
17
17
Cloro-37
35
17
8
Oxigênio (O)
Participação na composição
isotópica (% n átomos)
Cl
75%
Cl
25%
Oxigênio-16
16
Oxigênio-17
16
Oxigênio-18
16
O
99,76%
O
0,04%
O
0,2%
8
8
8
Os isótopos do hidrogênio (H) são os únicos que possuem símbolos e nomes especiais:
• hidrogênio-1: hidrogênio comum ou prótio 
• hidrogênio-2: deutério 
2
• hidrogênio-2: deutério 
3
2
H ou
1
1
1
H
D
1
3
H ou
1
T
1
O número de nêutrons no núcleo será dado pela expressão:
O isótopo carbono-14, por exemplo, será representado por
14
6
C e no seu núcleo terá:
Z = 6 => 6 prótons
A = 14 => nº de prótons + nº de nêutrons = 14
Nº de nêutrons => N = A - Z
=> N = 14 - 6
=> N = 8
Isóbaros e Isótonos
- Isobáros  Átomos com mesmo número de massa são chamados de isóbaros.
Os átomos 
14
6
C e
14
7
N são isóbaros, pois ambos tem A = 14.
- Isotonos  Átomos com o mesmo número de nêutrons são chamados de isótonos.
Os átomos 
3
4
1
2
H e
He são isótonos, pois ambos tem 2 nêutrons.
10
RESUMO
Partícula
ISÓTOPOS
ISÓBAROS
ISÓTONOS
Prótons (p ou Z)
Massas (A)
Nêutrons (n)
Elétrons (e-)
Símbolos
iguais
diferentes
diferentes
iguais
iguais
diferentes
iguais
diferentes
diferentes
diferentes
diferentes
diferentes
iguais
diferentes
diferentes
diferentes
diferentes
diferentes
iguais
diferentes
40
36
Exercícios de Fixação
21 - (CESGRANRIO) Um certo átomo X é isóbaro do
nêutrons do átomo é:
a) 4
b) 18
c) 22
d) 36
ISOELETRÔNICOS
Ca e isótopo do 18 Ar . O número de
e) 40
22 - (UDESC) Um determinado átomo apresenta 16 prótons, 16 elétrons e 16 nêutrons; outro átomo
apresenta 16 prótons, 16 elétrons e 17 nêutrons." Sobre eles, são feitas as seguintes afirmativas:
I - Os átomos são isótonos.
II - Os átomos são isóbaros.
III - Os átomos são isótopos.
IV. - Os átomos têm o mesmo número atômico.
V - Os átomos pertencem elementos químicos diferentes.
Em relação às afirmações acima, podemos dizer que são corretas apenas:
a) I e V
b) II e III
c) III e IV
d) I e IV
e) II e V
23 - (UFSC) Um determinado átomo apresenta 20 prótons, 20 nêutrons e 20 elétrons; outro, apresenta
20 prótons, 21 nêutrons e 20 elétrons. Marque V ou F:
( ) Pertencem a elementos químicos diferentes.
( ) São isóbaros
( ) São isótopos
( ) Têm o mesmo número atômico
(
) O número de massa de ambos é de 41
24 - (ITA) São definidas quatro espécies de átomos neutros em termos de partículas nucleares:
Átomo I – possui 18 prótons e 21 nêutrons
Átomo II – possui 19 prótons e 20 nêutrons
Átomo III – possui 20 prótons e 19 nêutrons
Átomo IV – possui 20 prótons e 20 nêutrons
Pode-se concluir que:
a) os átomos III e IV são isóbaros;
b) os átomos II e III são isoeletrônicos;
c) os átomos II e IV são isótopos;
d)
e)
os átomos I e II pertencem ao mesmo período da Classificação Periódica;
os átomos II e III possuem o mesmo número de massa.
11
25 - (MACK) Assinale a alternativa incorreta:
b) Isótopos são átomos de diferentes números atômicos e iguais número de nêutrons.
d) Isótonos são átomos de elementos diferentes e iguais número de nêutrons.
e) Nos isóbaros apenas o número de elétrons é alterado.
26 - Os átomos X e T são isótopos, os átomos W e T são isóbaros e os átomos X e W são isótonos.
Sabendo-se que o átomo X tem 25 prótons e número de massa 52 e que o átomo T tem 26 nêutrons, o
número de elétrons do átomo W é:
a) 21
b) 24
c) 22
d) 25
e) 23
27 - São dados três átomos A,B,C. O átomo A tem número atômico 70 e número de massa 160. O átomo
C tem 94 nêutrons, sendo isótopo de A. O átomo B é isóbaro de C e isótono de A. Qual o número de
elétrons do átomo B?
96
28 - Sejam os elementos hipotéticos 42 A , B e C de números atômicos consecutivos, na ordem dada.
Sabendo que A e B são isóbaros e que B e C são isótonos, determine o número de nêutrons do elemento
B e o número de massa do elemento C.
12