Prof.: Paulo Vaz
2010
Modelos atômicos
A origem da palavra átomo
A palavra átomo foi utilizada pela primeira vez na Grécia antiga, por
volta de 400 aC. Demócrito (um filósofo grego) acreditava que todo tipo
de matéria fosse formado por diminutas partículas que denominou
átomos (sem divisão). Acreditava-se que tais partículas representavam a
menor porção de matéria possível, ou seja, eram indivisíveis. Como esta
idéia não pôde ser comprovada por Demócrito e seus contemporâneos,
ela ficou conhecida como 1º modelo atômico, mas meramente filosófico.
Modelo Atômico de Dalton
As idéias de Demócrito permaneceram inalteradas por
aproximadamente 2200 anos. Em 1808, Dalton retomou
estas idéias sob uma nova perspectiva: a experimentação.
Baseado em reações químicas e pesagens minuciosas, chegou à
conclusão de que os átomos realmente existiam e que possuíam algumas
características:
- Toda matéria é formada por diminutas partículas esféricas, maciças,
neutras e indivisíveis chamadas átomos.
- Existe um número finito de tipos de
átomos na natureza.
- A combinação de iguais ou diferentes
tipos de átomos originam os diferentes
materiais.
Modelo Atômico de Thomson (1898)
Com a descoberta dos prótons e elétrons, Thomson propôs um
modelo de átomo no qual os elétrons e os prótons, estariam
uniformemente distribuídos, garantindo o equilíbrio elétrico entre as
cargas positiva dos prótons e negativa dos elétrons.
Modelo Atômico de Rutherford (1911)
Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro (0,0001 mm) com
partículas "alfa" (núcleo de átomo de hélio: 2 prótons e 2 nêutrons), emitidas
pelo "polônio" (Po), contido num bloco de chumbo (Pb), provido de uma
abertura estreita, para dar passagem às partículas "alfa" por ele emitidas.
Envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora revestida
de sulfeto de zinco (ZnS).
Esquema da Experiência de Rutherford
(1911)
Modelo Atômico de Rutherford (1911)
Observando as cintilações na tela de ZnS, Rutherford verificou que
muitas partículas "alfa" atravessavam a lâmina de ouro, sem sofrerem
desvio, e poucas partículas "alfa" sofriam desvio. Como as partículas
"alfa" têm carga elétrica positiva, o desvio seria provocado por um
choque com outra carga positiva, isto é, com o núcleo do átomo,
constituído por prótons.
O modelo atômico de Rutherford
"modelo planetário"
Modelo atômico de Bohr
O modelo apresentado
por Bohr é conhecido por
modelo atômico de:
Rutherford-Bohr
Modelo Atômico de Bohr
• De acordo com o modelo atômico proposto
por Rutherford, os elétrons ao girarem ao
redor do núcleo, com o tempo perderiam
energia, e se chocariam com o mesmo.
• Como o átomo é uma estrutura estável, Niels
Bohr formulou uma teoria (1913) sobre o
movimento dos elétrons, fundamentado na
Teoria Quântica da Radiação (1900) de Max
Planck.
Os Postulados de Bohr
A teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes postulados:
1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias ao
redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia.
(Níveis de Energia ou Camadas Eletrônicas)
2º postulado: Fornecendo energia (elétrica, térmica, ....) a um átomo, um ou mais
elétrons a absorvem e saltam para níveis mais afastados do núcleo. Ao voltarem
as suas órbitas originais, devolvem a energia recebida em forma de luz (emite
um fóton de luz ).
(Salto Quântico)
Modelo Atômico de Bohr
Níveis e respectivas
energias.
Modelo de Bohr
Segundo postulado de Bohr.
Um átomo irradia energia quando um elétron salta de
uma órbita de maior energia para uma de menor energia.
O comprimento de onda guarda relação com a energia. Os menores
comprimentos de onda de luz significam vibrações mais rápidas e
maior energia.
A linha vermelha no espectro atômico é
causada por elétrons saltando
da terceira órbita para a segunda órbita
A linha
verde-azulada
no
espectro
atômico é causada por elétrons saltando
da quarta para a segunda órbita.
A linha azul no espectro atômico é
causada
por
elétrons
saltando
da quinta para a segunda órbita
A linha violeta mais brilhante no espectro
atômico é causada por elétrons saltando
da sexta para a segunda órbita.
ESPECTRO ATÔMICO
Espectro contínuo
Gás
quente
Espectro de emissão
Gás
frio
Espectro de absorção
Modelo Atômico de Sommerfeld
Sommerfeld sugeriu que as órbitas fossem
elípticas, pois em uma elipse há diferentes
excentricidades
(distância
do
centro),
gerando energias diferentes para uma
mesma camada.
Órbitas:
1circular e as demais elípticas
O modelo atômico atual é um modelo
matemático - probabilístico que se
baseia em dois princípios:
• Princípio da Incerteza de Heisenberg: é
impossível determinar com precisão a posição e a
velocidade de um elétron num mesmo instante.
• Princípio da Dualidade da matéria de Louis de
Broglie: o elétron apresenta característica DUAL,
ou seja, comporta-se como matéria e energia,
sendo portanto, uma partícula-onda.
Modelo Atômico Atual
Heisenberg, Nobel de
Física de 1932.
Louis de Broglie, Nobel
de Física de 1929.
Modelo atômico de Schrödinger - A partir das equações de
Schrödinger não é possível determinar a trajetória do elétron
em torno do núcleo, mas, a uma dada energia do sistema,
obtém-se a região mais provável de encontrá-lo.