EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS
Durante algum tempo a curiosidade do que era
constituída a matéria parecia ser impossível de ser
desvendada. Até que em 450 a.C. o filósofo grego Leucipo
de Mileto afirmava que a matéria era formada por
partículas cada vez menores até que chegasse num ponto
que não poderia ser mais dividida.
20 anos depois Demócrito de Abdera, discípulo de
Leucipo, afirmou que a matéria era constituída de
minúsculas partículas indivisíveis que as chamou de
ÁTOMO, que no grego significa indivisível. E assim
permaneceu por muito tempo.
II. MODELO ATÔMICO DE JOSEPH THOMSON.
O segundo modelo atômico foi proposto por Joseph
John Thomson, que levantou questionamentos sobre o
modelo de Dalton, pois, este modelo não explicava
fenômenos como à eletricidade, já que por sua vez
partículas elétricas de cargas negativas (-) já tinham sido
descobertas e chamadas de elétrons.
I. MODELO ATÔMICO DE JOHN DALTON:
Em 1803, o cientista inglês John Dalton desenvolveu
uma teoria sobre a estrutura da matéria tomando como
base a ideia de Demócrito (partícula indivisível):
Joseph Thomson
Para Dalton, átomo é uma esfera
extremamente
pequena,
maciça,
indestrutível e indivisível.
John Dalton
Ele utilizou pequenos círculos para representar os
átomos dos diferentes elementos químicos.
Em seu modelo Thomson propôs
que o átomo é uma esfera de carga
elétrica
positiva,
não
maciça,
incrustada de elétrons (negativos), de
modo que sua carga total seja nula.
Thomson denominou este segundo
modelo atômico de “Pudim de Passas”.
III. MODELO ATÔMICO DE ERNEST RUTHERFORD:
Com o advento da Radioatividade possibilitou que
cientistas descobrissem outra partícula subatômica 1836
vezes mais pesada que o elétron e dotada de carga de valor
igual, porém de sinal positivo (+), esta foi denominada de
próton.
Assim, um cientista chamado de
Ernest Rutherford, em 1911, pôde
realizar seu experimento que o
possibilitou de criar o terceiro modelo
atômico.
Ernest Rutherford
# EXPERIMENTO DE RUTHERFORD:
# POSTULADOS DE DALTON:
 Todas as substâncias são constituídas de minúsculas
partículas denominadas átomos;
 Os átomos não podem criados e nem destruídos;
 Átomos de mesmo elemento são iguais em todas suas
propriedades;
 Átomos
de
elementos
diferentes
possuem
propriedades físicas e químicas diferentes;
 Substâncias compostas são constituídas de um
pequeno número de átomos simples. Assim, por exemplo,
duas substâncias simples compostas pelos átomos simples
X e Y, podem formar substâncias compostas do tipo X+Y,
ou X+2Y ou 2X+Y e assim por diante.
E assim Dalton criou o 1º modelo é
conhecido hoje como Modelo Atômico de
Dalton (modelo “bola de bilhar”).
# OBSERVAÇÕES E CONCLUSÕES DE RUTHERFORD
POR MEIO DO EXPERIMENTO:
 A maioria das partículas atravessou a placa de ouro
sem sofrer desvio considerável em sua trajetória. Portanto,
no átomo há grandes espaços vazios;
 Algumas partículas foram rebatidas na direção
contrária ao feixe de radiação. Logo, a massa do átomo é
concentrada praticamente no núcleo, que é pequeno e
denso;
 Certas partículas sofreram grande desvio em sua
trajetória. Então, o núcleo do átomo tem carga positiva (+).
Assim, o 3º modelo atômico dizia que o átomo era
formado por um núcleo denso, responsável por toda a
massa do átomo e nele estariam partículas dotadas de
carga positiva (prótons) e girando ao redor do núcleo
estariam os elétrons (dotados de carga negativa)
neutralizando a carga do átomo.
Este modelo foi comparado ao “Sistema Planetário”,
onde o Sol seria o núcleo e os planetas seriam os elétrons.
Logo após o modelo atômico de Rutherford surgiu um
grande questionamento, se o núcleo é dotado de carga
positiva (prótons), porque essas partículas não se repelem
e consequentemente destroem o átomo. A explicação desse
fato veio logo depois com a descoberta de outra partícula
presente no núcleo do átomo chamada de nêutron,
batizada assim, pelo seu descobridor James Chadwick,
pois esta não era eletrizada, ou seja, era eletricamente
neutra, assim responsável pela coalizão das partículas
positivas do núcleo, pois um nêutron é formado por um
próton, mais um elétron e mais uma partícula sem carga
chamada de neutrino (η).
# POSTULADOS DE BOHR:
 O elétron move-se em órbitas circulares em torno do
núcleo atômico central, chamadas de camadas ou níveis (K,
L, M, N, ...);
 Cada um desses níveis possui um valor determinado
de energia;
 Um elétron pode passar de um nível para outro de
maior energia, desde que absorva energia externa (calor,
eletricidade, luz, etc.). Quando isso acontece, dizemos que
o elétron foi excitado;
 O retorno do elétron ao seu nível inicial se faz
acompanhar da liberação de energia na forma de ondas
eletromagnéticas (calor, luz visível, ultravioleta, etc.)
O fenômeno de mudança de camadas dos elétrons
descrito por Bohr é muito evidenciado em fatos cotidianos
como nos fogos de artifícios, pois o fato dos fogos de
artifício emitir, ao estourar, uma grande variedade de cores
é explicada pelo modelo atômico de Rutherford-Bohr.
Pois ao receberem energia da queima da pólvora os
elétrons dos elementos que compõe os fogos de artifícios se
excitam e saltam para uma camada mais energética e ao
voltarem para as camadas de menor energia emitem a
mesma quantidade de energia que
absorveram em forma de energia
luminosa.
Sendo
a
cor
dos
fogos
dependente do elemento químico
que é utilizado na composição dos
fogos, pois cada metal é responsável
por um tipo de cor:
Ex1:
IV. MODELO ATÔMICO DE BOHR:
O modelo de Rutherford explica satisfatoriamente o
resultado da experiência com partículas , porém possui
algumas deficiências, pois não explicava os espectros
(cores) atômicos.
Em 1913, Niels Bohr propôs um
modelo que conseguisse explicar os
espectros atômicos, baseado nos seguintes
postulados:
Niels Bohr
# MODELO ATÔMICO ATUAL:
Eletrosfera {Elétrons (e-)
-Prótons (p+)
Núcleo
-Nêutrons (N)
#
CARACTERÍSTICAS
SUBATÔMICAS:
PARTÍCULAS
Próton (p+)
Nêutron (N)
MASSA
1u.
1u.
⁄
Elétron (e-)
1 p+
DAS
CARGA ELÉTRICA
+1
0
u.
1836 e–
PARTÍCULAS
Ex4: O Chumbo (Pb) possui um número atômico (Z) igual a
82 e sua massa atômica (A) é de aproximadamente 207.
Temos então para o elemento químico Chumbo:
Z = 82 (ou seja, 82 prótons e 82 elétrons)
A = 207 u.m.a
N = o número de nêutrons será calculado por meio da
expressão A = Z + N.
A=Z+N
207 = 82 + N
207 – 82 = N
125 = N
Então, o átomo Chumbo no seu estado fundamental
possui Z = 82 (p+ e e–), A = 207 e N = 125 (nêutrons).
iv. REPRESENTAÇÃO DO ELEMENTO:
–1
1N
1836 e–
V. CARACTERÍSTICAS DO ÁTOMO:
v. ÍONS: Os átomos quando reagem podem perder ou
ganhar elétrons, formando íons.
i. NÚMERO ATÔMICO (Z): Representa o número de
prótons do núcleo do átomo. Cada tipo de átomo é
caracterizado por um número atômico.
OBS1: O átomo no seu estado fundamental é eletricamente
neutro, ou seja, o número de prótons é igual ao número de
elétrons e este por sua vez será igual ao número atômico.
Ex2: O átomo de Sódio (Na) possui o número atômico igual
a 11 (Z=11), isso quer dizer que o Na possui em seu núcleo
11 prótons e consequentimente 11 elétrons em sua
eletrosfera.
OBS3: Existem íons que possuem o mesmo número total de
elétrons estes são chamados de íons isoeletrônicos, porém
não podem ter o mesmo número de prótons.
# REPRESENTAÇÃO DO ÍON:
Cátion
(n e-)
Ânion
– (n
e-)
Ex3:
O átomo de Hélio (He) possui em seu
núcleo 2 prótons (p+) e 2 nêutrons (N) e
na eletrosfera 2 elétrons (e-). Portanto
seu número atômico é igual a 2 (Z=2).
Ex5:
Átomo (Na)
Íon
OBS2: Nem sempre o número de nêutrons vai ser igual ao
número atômico (número de prótons).
ii. ELEMENTO QUÍMICO: são conjuntos de átomos (ou
íons) de mesmo número atômico.
iii. NÚMERO DE MASSA (A): é a soma do número de
prótons (p+) com o número de nêutrons (N) existentes no
mesmo átomo.
A=Z+N
ou
Cátion monovalente
Átomo (P)
Íon
A = p+ + N
Ânion trivalente
Ex6: Calcule os valores referentes ao átomo de Alumínio e
do Cátion Al3+.
Z=
N=
A=
p+ =
e– =
Ex7: Calcule os valores referentes ao átomo de Enxofre e ao
Ânion Sulfeto S2-.
Z=
N=
A=
p+ =
e– =
vi. FENÔMENOS ATÔMICOS
A) ISOTOPIA: É o fenômeno em que átomos de um
mesmo elemento químico (mesmo número atômico)
apresentam números de massa diferentes. Esses átomos
são denominados de Isótopos.
- Mesmo nº atômico (Z);
- Diferente nº de massa (A);
- Diferente nº de nêutrons (N);
Ex8:
Hidrogênio
Deutério (D)
Trítio
1H¹ -------------- 1H2 -------------- 1H3
Isótopos do Hidrogênio
B) ISOBARIA: É o fenômeno em que átomos de elementos
químicos diferentes (números atômicos diferentes)
apresentam mesmo número de massa. Esses átomos são
denominados de Isóbaros.
- Diferente nº atômico (Z);
- Mesmo nº de massa (A);
- Diferente nº de nêutrons (N);
Ex9:
19K40 ---------------------- 20Ca40
Isóbaros
Ca42 ---------------------- 22Ti42
20
Isóbaros
(C) ISOTONIA: É o fenômeno em que átomos de
elementos químicos diferentes apresentam mesmo número
de nêutrons. Esses átomos são denominados de Isótonos.
- Diferente nº atômico (Z);
- Diferente nº de massa (A);
- Mesmo nº de nêutrons (N);
Ex10:
17Cl37 ---------------------- 20Ca40
Isótonos
EXERCÍCIOS
1) (Fuvest-SP) Thomson determinou, pela primeira vez, a
relação entre massa e carga do elétron, 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 subatômicas.
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 com carga positiva e uma
eletrosfera.
2) (Osec-SP) Eletrosfera é a região do átomo que:
a) concentra praticamente toda a massa do átomo.
b) contém as partículas de carga elétrica positiva.
c) possui partículas sem carga elétrica.
d) permanece inalterada com a formação dos íons.
e) tem volume praticamente igual ao volume do átomo.
3) (PUC) Uma importante contribuição do modelo de
Rutherford foi considerar o átomo constituído de:
a) elétrons mergulhados numa massa homogênea de carga
positiva.
b) uma estrutura altamente compactada de prótons e
elétrons.
c) um núcleo com massa desprezível quando comparado a
com a massa do elétron.
d) uma região central com carga negativa chamada de
núcleo.
e) um núcleo muito pequeno de carga positiva, cercado de
elétrons.
4) Um fenômeno comum, observado por muitos
cozinheiros, é o surgimento de uma cor amarela intensa
quando o líquido de uma panela, contendo sal de cozinha,
derrama e atinge a chama do fogão. A explicação para esse
fenômeno é:
a) A água, quando atinge a chama, se dissocia liberando
energia, que se manifesta na frequência de onda
correspondente à cor amarela.
b) O cloreto de sódio, ao atingir a chama, se dissocia nos
íons Na+ e Cl-, liberando energia, que se manifesta na
frequência de onda correspondente à cor amarela.
c) O íon cloreto, ao atingir a chama, absorve energia e
perde o seu elétron mais externo. A diminuição de energia
da chama provoca a mudança de coloração de azul para
amarelo.
d) Alguns elétrons dos íons de Na+ são promovidos a
estados de maior energia e, ao retornarem ao estado inicial,
emitem radiação de frequência correspondente à cor
amarela.
e) Os íons de Na+, ao atingirem a chama, recebem energia
suficiente para perderem mais um elétron. A diminuição
de energia da chama provoca a mudança de coloração de
azul para amarelo.
5) (PUC-MG) As diferentes cores produzidas por distintos
elementos são resultados das transições eletrônicas. Ao
mudar de camadas, em torno do núcleo do átomo, os
elétrons emitem energia nos diferentes comprimentos de
ondas, as cores.
Este texto está baseado no modelo atômico proposto
por:
a) Niels Bohr.
d) John Dalton.
b) Rutherford.
e) J. J. Thomson.
c) Heisenberg.
6) 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:
I. Foi baseado em experimentos com eletrólise de solução
de sais de ouro.
II. É um modelo nuclear que mostra o fato de a matéria ter
sua massa concentrada em um pequeno núcleo.
III. É um modelo que apresenta a matéria como sendo
constituída por elétrons (partículas de carga negativa) em
contato direto com prótons (partículas com carga positiva).
IV. Foi deduzido a partir de experimentos de
bombardeamento de finas lâminas de um metal por
partículas .
a) I, III e IV.
d) II e III.
b) I, II e IV.
e) I e II.
c) II e IV.
7) 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 ideia não é mais aceita.
A respeito dos átomos, podemos afirmar:
I. Não podem ser desintegrados.
II. São formados por, pelo menos, três partículas
fundamentais.
III. Possuem partículas positivas denominadas elétrons.
IV. Apresenta duas regiões distintas, núcleo e a eletrosfera.
V. Apresentam elétrons, cuja carga elétrica é negativa.
Das afirmativas acima, qual a alternativa apresenta
apenas as corretas:
a) I, III e IV.
d) II, III e IV.
b) I, IV e V.
e) II, III e V.
c) II, IV e V.
8) O silício, elemento químico mais abundante na natureza
depois do oxigênio, tem grande aplicação na indústria
eletrônica. Por outro lado, o enxofre é de grande
importância na obtenção do ácido sulfúrico. Sabendo que o
átomo 14Si28 é isótono de uma das variedades isotópicas do
enxofre, 16S, pode-se afirmar que este átomo tem número
de massa:
a) 19
d) 21
b) 28
e) 32
c) 30
9) O átomo 14X apresenta 7 nêutrons. Assim, o íon X3- é
isoeletrônico do átomo:
a) 4Be
d) 11Na
b) 7N
e) 17C
c) 10Ne
10) Um íon X2- tem 36 elétrons e 40 nêutrons. Os números
atômico e de massa desse íon são, respectivamente:
a) 36 e 76
d) 34 e 76
b) 38 e 78
e) 34 e 74
c) 36 e 74
11) O átomo Q tem 36 nêutrons e é isóbaro do átomo R.
Considerando que R2+ é isoeletrônico do átomo Q. Assinale
o número de nêutrons do átomo R:
a) 40
d) 34
b) 38
e) 32
c) 36
12) (UFPA) Recentemente o Departamento de Química da
UFPA adquiriu um equipamento de ressonância
magnética nuclear. Este equipamento tem como finalidade
à análise de estruturas moleculares, e para a sua operação é
necessária a utilização de solventes deuterados, tais como
D2O, CDCl3, MeOD e outros. O átomo de deutério em
relação ao átomo de hidrogênio é um:
a) Isóbaro.
d) Alótropo.
b) Isótono.
e) n.d.a.
c) Isótopo.
12) São dadas as seguintes informações relativas aos
átomos X, Y e Z:
I- X é isóbaro de Y e isótono de Z
II- Y tem número atômico 56, número de massa 137 e é
isótopo de Z.
III- O número de massa de Z é 138.
O número atômico de X é:
a) 53
d) 56
b) 54
e) 57
c) 55
13) (ITA-SP) Dados os átomos:
14I30, 18II30, 13III30, 15IV30, 18V29, 14VI31
Podemos afirmar que:
a) I e IV são isótopos; II e V são isóbaros; III e IV
isoneutrônicos.
b) IV e VI são isótopos; I, II e III são isóbaros; V e VI
isoneutrônicos.
c) I, II e III são isótopos; III e V são isóbaros; IV e VI
isoneutrônicos.
d) II e VI são isótopos; I e IV são isóbaros; III e VI
isoneutrônicos.
e) II e V são isótopos; III e IV são isóbaros; III e VI
isoneutrônicos.
são
são
são
são
são