ESTRUTURA ATÔMICA A EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS

Transcrição

1 ESTRUTURA ATÔMICA A EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS

2 Demócrito Defendeu a idéia de que a matéria era composta por pequeníssimas partículas. Átomo Demócrito ( A.C.) Modelo baseado apenas na intuição e na lógica.

3 Modelo proposto por Demócrito: Toda a matéria é constituída por átomos e vazio (não era compacta) O átomo é uma partícula pequeníssima, invisível,e que não pode ser dividida; Os átomos encontram-se em constante movimento; Universo constituído por um número infinito de átomos, indivisíveis e eternos;

4 Aristóteles Modelo de Demócrito foi rejeitado por um dos maiores filósofos de todos os tempos Aristóteles. Aristóteles acreditava que a matéria era contínua e composta por quatro elementos: Aristóteles (384 a.c a.c.) Ar Terra Água Fogo O Modelo de Demócrito permaneceu na sombra durante mais de 20 séculos...

5 Dalton (1808) Séc. XIX Dalton ressuscita A Teoria Atômica. Na segunda metade do séc. XVIII, a Química sofreu uma grande evolução. Certos fatos não podiam ser explicados pela teoria de Aristóteles, como a Lei de Lavoisier: A massa dos reagentes é igual à massa dos produtos. John Dalton Para explicar estes fatos Jonh Dalton propôs, em 1807, o seu modelo atômico. ( )

6 Modelo proposto por Dalton: O átomo era uma esfera rígida e indivisível (modelo da Bola de Bilhar) Os átomos do mesmo elemento são iguais entre si têm a mesma massa

7 A descoberta da primeira partícula subatômica: o elétron Thomson realizou uma série de experiências utilizando um tubo de raios catódicos (tubo semelhante aos tubos existentes no interior dos televisores). J. J. Thomson ( ) Neste tubo, eram efetuadas descargas elétricas através de um gás rarefeito. Tubo de raios catódicos

8 Em 1898 Thomson propõe novo modelo: Ao estudar as descargas no interior deste aparelho, Thomson, descobriu o elétron. Observava-se uma fluorescência esverdeada devido à existência de partículas de carga negativa que saem dos átomos do cátodo. A descarga emitida tinha carga elétrica negativa Thomson provou que os elétrons eram corpúsculos, dotados de carga elétrica e de massa, que fazem parte de toda a matéria.

9 Modelo proposto por Thomson (1898) Esfera com carga elétrica positiva O átomo era uma esfera maciça de carga elétrica positiva, estando os elétrons dispersos na esfera. Elétrons (partículas com carga elétrica negativa) O número de elétrons seria tal que a carga total do átomo seria zero. Modelo de Pudim de Passas

10 Modelo planetário Cientista neozelandês, estudou com J.J. Thomson. Ernest Rutherford Em 1908 realizou uma experiência que lhe permitiu propor um novo modelo atômico. ( )

11 Experiência de Rutherford

12 Experiência de Rutherford Lâmina de Ouro Para verificar se os átomos eram maciço,rutherford bombadeou uma finíssima lâmina de ouro(0,001cm) com particulas alfa(α) positiva,emitidas por um material radioativo. As observações feitas durante o experimento levaram Rutheford a tirar uma série de conclusões:

13 Experiência de Rutherford As observações feitas durante o experimento levaram Rutheford a tirar uma série de conclusões: Observações Conclusões 1-A maioria das partículas α atravessava a lâmina sem sofre desvios. A maior parte do átomo deve ser vazio.nesse espaço (eletrosfera) devem estar localizados os elétrons. 2-Poucas partículas α( 1 em 20000) não atravessavam a lâmina e voltavam. Deve existir no átomo uma pequena região onde está concentrada sua massa( o núcleo). 3-Algumas partículas α sofriam desvios de trajetória ao atravessar a lâmina de ouro. O núcleo do átomo deve ser positivo, o que provoca uma repulsão nas partículas α (positivas).

14 Experiência de Rutherford Resultados previstos segundo o modelo de Thomson: As partículas α deveriam atravessar as folhas de ouro sem sofrer desvios. Resultados obtidos: A maior parte das partículas α comportava-se como esperado, mas um significativo número delas sofria desvios acentuados.

15 Resultados da experiência de Rutherford Partículas α Existe, no interior do átomo, uma região central positiva o núcleo, que exerce fortes forças repulsivas sobre as partículas alfa.

16 Modelo proposto por Rutherford (1911) O átomo é uma estrutura praticamente vazia, e não uma esfera maciça; É constituído por: Núcleo muito pequeno com a carga positiva, onde se concentra quase toda a massa do átomo. Elétrons com carga negativa movendo-se em volta do núcleo. O átomo seria um sistema semelhante ao sistema solar. Modelo Planetário

17 A descoberta da terceira partícula subatômica: o nêutron Percebeu-se que no núcleo poderia ter mais de 1 próton Comprometeria a estabilidade do núcleo (forças de repulsão muito fortes). Rutherford admitiu que existia no núcleo partículas semelhantes aos prótons, porém sem cargas Chadwick (1932) descobriu os nêutrons Os nêutrons serviriam para diminuir a repulsão entre os prótons (maior estabilidade no núcleo)

18 Velódromo: o ciclista pode ocupar qualquer parte da pista. O modelo atômico planetário: elétrons giram ao redor do núcleo, podendo ocupar qualquer órbita existente.

19 Niels Bohr (1913) Niels Bohr trabalhou com Thomson, e posteriormente com Rutherford. Niels Bohr ( ) Tendo continuado o trabalho destes dois físicos, aperfeiçoou, em 1913, o modelo atômico de Rutherford.

20 modelo de Rutherford era incompatível com algumas das teorias da Física uma partícula carregada movendo em uma trajetória circular deve perder energia

21 Modelo Atômico de Rutherford-Bohr 1º Postulado: A eletrosfera do átomo está dividida em regiões denominadas níveis ou camadas, onde os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias, de modo a ter uma energia constante, ou seja, sem emitirem nem absorverem energia.

22 2º Postulado: Fornecendo energia (térmica, elétrica,...) a um átomo, um ou mais elétrons a absorvem e saltam para níveis mais afastados do núcleo (mais energéticos). Ao voltarem ás suas órbitas originais, devolvem a energia absorvida em forma de luz (fóton).

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24 LUZ É uma onda eletromagnética que se propaga no vácuo e possui é um perturbações oscilantes dentro do campo visível do olho humano. v =. f Exemplos: v: velocidade : comprimento de onda f: freqüência Ondas do mar, Som, Onda sísmica, Luz, Ondas de rádio, Raio X.

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27 Espectro da Luz Se a luz de uma lâmpada comum atravessa um prisma, ela será decomposta em varias cores, obtemos assim o espectro da luz visível:

28 Espectro da Luz

29 O ESPECTRO DISCRETO - Emissão Um elétron que ganha energia e se encontra em um nível de energia n = 3. Ele emite uma onda eletromagnética, perdendo energia e volta para o nível n = 1. n = 3 n = 2 n = 1 Esta onda não tem uma freqüência qualquer, mas E3 E1 h

30 Devido aos diferentes níveis de energia, há possibilidades de diferentes transições. Assim, o elétron pode saltar de n = 3 direto para n = 1, ou ir de n = 3 para n = 2 e depois de n = 2 para n = 1. Cada transição implica n = 3 numa emissão com freqüência diferente. Isso explica o surgimento das linhas no n = 2 espectro discreto dos elementos. Note que cada transição corresponde a uma n = 1 cor no espectro abaixo.

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32 Metal Comprimento de onda (nm) Cor observada Sódio 589,0 589,6 Potássio 766,5 766,9 Lítio 670,8 Cálcio 618,2 620,3 Estrôncio 606,0 Bário 553,5 Cobre 510,5 513,3 A seguir temos a tabela com as linhas sensíveis de alguns metais: Fonte: Weast, Robert C.,Handbook of Chemistry and Phisics;57 th edition,1977, CRC press inc.

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