Evolução do modelo atómico

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1 Os neutrões só foram descobertos em 1932 por Chadwick. Evolução do modelo atómico Demócrito (400 a.c.) Enunciou a primeira ideia de átomo como sendo a partícula elementar que constitui toda a matéria. John Dalton (1808) Dalton afirma que a matéria é constituída por partículas infinitamente pequenas, indivisíveis e inalteráveis os átomos. Joseph John Thomson (1898) Thomson descobre uma partícula subatómica de carga negativa a que chamou eletrão. Assim o átomo seria uma massa positiva que para se tornar neutra tinha eletrões distribuídos na sua superfície. Ernest Rutherford (1911) O átomo é constituído por um pequeno núcleo, que contém quase toda a sua massa e todas as suas cargas positivas, e por um conjunto de eletrões de carga negativa, que giram em volta dele como se fossem planetas. Física e Química Módulo Q1 1. Estrutura atómica 1.2. Modelo atómico simplificado

2 Modelo atómico atual O modelo atual, o modelo da nuvem eletrónica, abandonou a ideia anterior da existência de órbitas para os eletrões. Não é possível saber com exatidão a posição de um dado eletrão em relação ao núcleo. Por este motivo, não é possível falar de órbita, mas sim de zonas do espaço à volta do núcleo onde o eletrão tem maior probabilidade de ser encontrado. Estas zonas designam-se por orbitais. Representação da nuvem eletrónica dos átomos de hidrogénio e carbono, respetivamente.

3 Os eletrões e os seus níveis de energia Partindo do modelo atómico de Rutherford, Bohr propôs um modelo atómico mais completo segundo o qual admitiu que: O átomo tinha uma estrutura nuclear, mas os eletrões só poderiam girar em volta do núcleo em determinadas órbitas bem definidas e estáveis, à qual estaria associado um certo valor de energia; A passagem dos eletrões para novas órbitas só seria permitida pela absorção ou emissão de certas quantidades de energia. Os eletrões estariam, assim, condicionados a só poderem ocupar determinadas órbitas, ás quais corresponderia uma quantidade de energia bem definida. Isto é, os eletrões só poderiam ocupar determinados níveis de energia, logo, a energia destas partículas estaria quantificada (ou quantizada). eletrão níveis de energia Nota: os níveis de energia das órbitas podem ser comparados com os degraus de uma escada. Em cada degrau da escada (cada nível de energia) a esfera (o eletrão) apresenta um determinado valor de energia. No entanto, a esfera não pode subir apenas meio degrau, logo, não haverá valores de energia intermédios, como 1,1 J ou 1,5 J.

4 Energia crescente Distribuição eletrónica dos eletrões de um átomo Aos eletrões no átomo está associada uma certa energia. Por esse motivo, a sua distribuição é feita por níveis de energia. A cada nível de energia está associado um número inteiro n (de 1 a 7). Cada um destes níveis pode ser designado por camada K, L, M, N etc. nível 4 ou camada N nível 3 ou camada M nível 2 ou camada L nível 1 ou camada K A distribuição eletrónica é feita por uma ordem crescente de energia. O número máximo de eletrões permitidos em cada camada é dado pela expressão 2 n 2, em que n é o número do nível de energia A distribuição eletrónica faz-se indicando o número de eletrões em cada camada divididos por hífen. Os eletrões do último nível de energia do átomo (eletrões mais afastados do núcleo) designam- -se por eletrões de valência. O número máximo de eletrões de valência é 8. Este é o caso dos gases nobres, que possuem todos 8 eletrões de valência (à exceção do hélio, que possui apenas dois).

5 Energia crescente Distribuição eletrónica dos eletrões de um átomo Energia crescente nível 4 ou camada N nível 3 ou camada M nível 2 ou camada L nível 1 ou camada K 3 Li eletrão de valência nível 4 ou camada N 9 F 2-7 nível 3 ou camada M nível 2 ou camada L 7 eletrões de valência nível 1 ou camada K

6 Notação de Lewis Para representarmos os átomos utilizamos a notação de Lewis, onde um átomo é ilustrado pelo seu símbolo químico rodeado pelos eletrões de valência. Os eletrões são simbolizados por pontos ou cruzes e os átomos ligados isto é, os dupletos de eletrões compartilhados podem representar-se por traços. Exemplos: Átomo de hidrogénio, H H 1 1 O átomo de hidrogénio tem 1 eletrão de valência, logo, a sua representação segundo a notação de Lewis é: Átomo de oxigénio, O 8 O 2-6 O átomo de oxigénio tem 6 eletrões de valência. A sua representação segundo a notação de Lewis é:

7 Exercícios 1. Considere os elementos representados pelas letras A, B, C e D e complete o quadro seguinte. Elemento A B C D N.º Atómico (Z) Configuração eletrónica Eletrões de valência Carga do ião que tem tendência a formar Classifique as seguintes afirmações como verdadeiras (V) ou falsas (F). (A) Segundo Bohr, "o átomo é constituído por um pequeno núcleo que contém quase toda a sua massa e todas as cargas positivas e por um conjunto de electrões de carga negativa que giram à volta dele como se fossem planetas. (B) O modelo atómico actualmente aceite é o modelo da nuvem electrónica. (C) Num átomo, o número máximo de electrões por nível é dado por 2n 2, onde n é o nível onde o electrão se encontra. (D) É possível saber com exactidão a posição de um electrão em relação ao núcleo.

8 Exercícios - Resolução 1. Elemento A B C D N.º Atómico (Z) Configuração eletrónica Eletrões de valência Carga do ião que tem tendência a formar Não forma (A) V. (B) V. (C) V. (D) F.