Evidências do elétron e modelos atômicos

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1 Evidências do elétron e modelos atômicos 1)Nessa aula vamos dar continuidade em nossa investigação sobre: 2)Hipótese de Arrhenius 3)Hipótese de Faraday 4)Experimento de Thomson 5)Experimento de Millikan 6)Modelo de Thomson 7)Radiação 8)Experimento de Rutherford 9)Modelo de Rutherford

2 Hipótese de Arrhenius Para explicar esse fato, Arrhenius propôs que o açúcar ou o sal se dividem em moléculas menores quando estão em solução de água. Na dissociação do sal as moléculas são chamados de íons: carregadas positivamente, cátions, e negativamente, ânions.

3 Eletrólise Para entendermos melhor o que acontece, vemos no processo de eletrólise a hipótese de Arrhenius. Mas o que vem a ser e -?

4 Leis de Faraday Ao observar a eletrólise Faraday formulou as seguintes leis: 1)A massa de uma substância produzida por um catodo ou anodo de uma eletrólise é proporcional a carga passada na célula. 2)As massas de diferentes substâncias produzidas pela mesma carga são proporcionais a massa equivalente das substâncias.

5 Número de Faraday Dessas leis supomos que para a produção de 1mol de substância foi usado 1mol de carga elétrica, e a quantidade de carga contida nesse mol é o número de Faraday multiplicado pela valência do íon. Q=znF F=96.490C/mol

6 Hipótese do elétron Como 1mol de cargas foram usados para a eletrólise de 1mol de substância, leva-nos crer que esse mol de cargas seja o número de Avogadro de uma partícula com uma determinada carga. A eletricidade existe em unidades discretas e essa partícula começou a ser chamada de elétron por Stoney.

7 Raios catódicos Em um tubo de vidro com uma pressão interna muito baixa é colocado uma placa paralela e essa submetida a uma tensão de V. Observamos um raio que percorre por dentro do tubo em linha reta até atingir um material fluorescente.

8 Experimento de Perrin Perrin coletou parte dos raios que saíam do anôdo e observou que a carga do coletor era negativa. Por isso ele concluiu que o feixe era de partículas carregadas negativamente.

9 Experimento de Thomson Thomson acoplou ao tubo de raios catódicos um ímã para produzir uma força magnética e um capacitor para produzir uma força contrária a força magnética. Ajustando o potencial no capacitor ele pode controlar o desvio do feixe até a situação sem desvio obtendo com isso a velocidade das partículas do feixe. v= E B v= m/s

10 Experimento de Thomson e Observando os desvios que os raios faziam quando a tensão no capacitor mudava, ele obteve uma razão entre a massa e a carga do elétron. Hoje sabemos que essa razão é de: e m =1, C /g m =2yv2 Ed 1 2

11 Experimento de Millikan Podemos estimar através do experimento de Thomson e com a constante de Faraday a massa e a carga do elétron. Porém foi somente com o experimento de Millikan que pudemos ter a carga e a massa do elétron diretamente.

12 Experimento de Millikan No experimeto, uma gota de óleo cai em uma câmara. Com a ultilização de um campo elétrico podemos cessar a queda da gota.

13 Experimento de Millikan No equilíbrio temos na direção vertical, F e P= 0 qe mg= 0 E= V d q= mgd V

14 Experimento de Millikan Em vários experimentos com diferentes gotas, ele determinou valores como: q=ne

15 Experimento de Millikan Dessa forma ele concluiu que cada gota tinha um número inteiro de elétrons a menos. E como os valores da carga da gota eram múltiplos de um valor, ele pode afirmar que esse valor é a carga do elétron. e= 1, C

16 Massa do elétron Conhecida a carga o elétron pudemos ultilizar o experimento de Thomson para determinar a massa do elétron. m e =0, kg m = 1 e 1837 m H

17 Modelo Atômico de Thomson Visto que os elétrons são partículas e que o átomos podem gerar elétrons. Thomson propôs um modelo estável para o átomo na qual os elétrons estavam dentro de uma geléia carregada positivamente, ficando conhecido como modelo do pudim de passas.

18 Ondas Uma onda é qualquer sinal que se transmite de um ponto a outro em um meio com velocidade definida. A transmissão de sinal entre dois pontos distantes ocorre sem que haja transporte direto de matéria de um desses pontos a outro.

19 Ondas harmônicas Escolhendo um pedaço de uma corda, vemos que uma onda harmônica esse pedaço executa um movimento harmônico caracterizado por um período ou frequência e uma amplitude. f= 1 T Vemos então: v= λ T

20 Ondas eletromagnéticas Maxwell mostrou em suas equações que a variação do campo elétrico gerava um campo magnético e a variação de um campo magnético gerava um campo elétrico. Dessa forma, vemos que há a concepção de ondas eletromagnéticas.

21 Ondas eletromagnéticas Como resultado é possível ter uma onda formada por campo elétrico e magnético. E Hertz mostrou experimentalmente. A velocidade dessa onda é a da luz. Portanto: a luz é uma ondaeletromagnética. c= 2, m/ s

22 Ondas eletromagnéticas Os diferentes tipos e cores são devido aos diferentes frequencias ou comprimentos de onda eletromagnética.

23 Onda-partícula: Luz Ao aquecer um sólido, seus átomos começam a vibrar como fossem um oscilador harmônico. Cargas em movimento acelerado emitem e absorvem radiação.

24 Radiatividade Natural Berquerel observou que certos materiais produziam uma radiatividade natural.

25 Transmutação dos materiais Madame Curier observou que a radiação era resultado da transmutação dos átomos de determinados materiais.

26 Radiatividade natural Essa radiatividade foi classificada em três tipos: Raio alfa Raio beta Raio gama

27 Radiatividade Natural Ao colocar essas radiações perto de um campo magnético ou elétrico observamos:

28 Radiatividade Natural Dessa forma concluimos que:

29 Experimento de Rutherford Rutherford direcionou raios alfas para uma folha de ouro. Um fração enorme dessas partículas carregadas atravessavam a folha. Porém alguma delas refletiam por um ângulo enorme.

30 Experimento de Rutherford Rutherford concluiu que deflecções tão grandes do raio alfa não poderia ser feito caso os átomos tivesses a estrutura de Thomson. Para que haja essas deflecções ele propôs um modelos planetário do átomos.

31 Modelo de Rutherford No modelo de Rutherford o átomo é composto de um núcleo muito pequeno carregado positivamente que contém quase toda a massa do átomo, orbitado pelos elétrons de carga negativa.

32 Problemas do modelo O modelo de Rutherford apresentava um problema de estabilidade das órbitas.