MODELOS ATÔMICOS. Química Professora: Raquel Malta 3ª série Ensino Médio

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1 MODELOS ATÔMICOS Química Professora: Raquel Malta 3ª série Ensino Médio

2 PRIMEIRA IDEIA DO ÁTOMO 546 a.c. Tales de Mileto: propriedade da atração e repulsão de objetos após atrito; 500 a.c. Empédocles: matéria é formada por água, ar, terra e fogo Teoria dos Quatro Elementos ; 450 a.c. Leucipo: matéria pode ser dividida em partículas cada vez menores, até chegar a uma partícula indivisível ÁTOMO; 400 a.c. - Demócrito e Epicuro: matéria seria constituída por átomos e espaços vazios; 350 a.c. Aristóteles: aprimorou a ideia da Teoria dos Quatro Elementos e fortaleceu o modelo de matéria contínua. Essas ideias foram marginalizadas por mais de 2000 anos

3 LEIS PONDERAIS Lei da Conservação das Massas Em 1785, Lavoisier propôs que: Num sistema fechado, a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos.

4 LEIS PONDERAIS Lei das Proporções definidas Em 1799, Proust propôs que: Numa reação química, existe uma proporção constante entre as massas das substâncias participantes. 2 H 2 O O H 2 36 g 32 g + 4 g 18 g 16 g + 2 g 180 g 160 g + 20 g

5 O MODELO DE DALTON I Observação experimental Procurou explicar a Lei de Lavoisier e de Proust. II Teoria os átomos são partículas esféricas, maciças e indivisíveis; átomos de um mesmo elemento são iguais: forma, massa etc.; numa reação química, átomos não são criados nem destruídos, apenas rearranjados.

6 III Modelo O MODELO DE DALTON Modelo da bola de bilhar partícula maciça e indivisível. Átomo de Dalton IV Falha Foi incapaz de explicar os fenômenos de eletrização não explicava a existência de cargas.

7 RAIOS CATÓDICOS Geissler e Crookes descarga elétrica no interior de um tubo de vidro com gás a baixa pressão tubo de raio catódico mancha luminosa em frente ao cátodo RAIOS CATÓDICOS. Tubo de raios catódicos

8 A DESCOBERTA DO ELÉTRON Thomson pesquisou os raios catódicos e concluiu que: Propagam em linha reta; Possuem massa (são corpusculares); São constituídos de partículas com carga elétrica negativa. 1 a partícula subatômica: o ELÉTRON

9 O MODELO DE THOMSON I Observação experimental Descoberta do elétron em II Teoria O átomo é esférico, maciço e divisível; Átomos são formados por uma pasta positiva recheada de elétrons de carga negativa; Os elétrons estariam distribuídos na esfera positiva; Total de cargas negativas = total de cargas positivas; A massa do átomo equivale à massa das cargas positivas.

10 O MODELO DE THOMSON III Modelo Modelo do pudim de passas átomo divisível. Átomo de Thomson IV Falha Uniformidade na distribuição de prótons no átomo não explica o desvio de algumas partículas radioativas.

11 RAIOS ANÓDICOS Em 1886, Goldstein usa cátodo perfurado e observa feixe luminoso no sentido oposto ao dos raios catódicos RAIOS ANÓDICOS OU CANAIS.

12 RAIOS ANÓDICOS Élétrons Moléculas do gás Íons positivos

13 A DESCOBERTA DO PRÓTON Em 1904, Rutherford realizou o mesmo experimento com o hidrogênio e verificou a presença de partículas com carga elétrica positiva e muito pequena. 2 a partícula subatômica: o PRÓTON

14 A DESCOBERTA DO RAIO X Em 1895, o cientista alemão Roentgen, trabalhando com tubos de raios catódicos, notou a emissão de um tipo de radiação que ultrapassava determinados materiais e impressionava uma chapa fotográfica RAIO X.

15 A DESCOBERTA DA RADIOATIVIDADE 1896 Bequerel descobriu a radioatividade e o primeiro elemento capaz de emitir radiação espontaneamente: o urânio Casal Curie (Marie e Pierre) descobriram novos elementos radioativos: polônio e rádio.

16 DESCOBERTA DOS RAIOS ALFA, BETA E GAMA Rutherford, ao verificar o tipo de radiação emitida pelo urânio, descobriu 3 tipos de radiações:

17 A EXPERIÊNCIA DE RUTHERFORD Em 1911, Geiger e Marsden, sob a supervisão de Rutherford, utilizaram o polônio (emissor alfa) e fizeram uma experiência na qual tentaram verificar se os átomos eram realmente maciços. A experiência consistiu em bombardear uma finíssima lâmina de ouro (0,0001 cm) com partículas alfa.

18 A EXPERIÊNCIA DE RUTHERFORD Rutherford observou que: A maioria das partículas atravessou a lâmina de ouro, sem mudar de direção (mais de 99 %); Algumas partículas sofriam desvios ao atravessar a lâmina; Uma quantidade muito pequena de partículas não atravessava a lâmina e voltava.

19 O MODELO DE RUTHERFORD I Observação experimental Experiência de Rutherford, Geiger e Marsden. II Teoria O átomo possui uma região central que contém praticamente toda a massa do átomo e carga positiva (prótons) NÚCLEO; O átomo apresenta uma região praticamente sem massa envolvendo o núcleo e apresentando carga negativa (elétrons) ELETROSFERA; a maior parte do átomo deve ser um vazio; Elétrons estão em movimento.

20 O MODELO DE RUTHERFORD III Modelo Modelo do sistema solar elétrons girando ao redor do núcleo IV Falha Átomo de Rutherford Os elétrons fariam movimento de espiral e se chocariam com o núcleo; Partículas positivas sofreriam repulsão.

21 A DESCOBERTA DO NÊUTRON A existência de mais do que um próton no núcleo compromete sua estabilidade provocando a sua fragmentação; Rutherford admitiu a existência, no núcleo, de partículas de massa semelhante a dos prótons, mas sem carga elétrica; Em 1932, James Chadwick descobriu a 3 a partícula subatômica: os NÊUTRONS. Logo, o modelo atômico básico mais comumente utilizado hoje em dia é o proposto por Rutherford, com a inclusão dos nêutrons no núcleo.

22 TEORIA DOS QUANTA Em 1900, Max Planck concluiu que a energia é emitida em quantidades discretas, constituindo pacotes de energia QUANTA DE ENERGIA A energia emitida e absorvida é sempre um número inteiro dessas quantidades de energia. Cada onda eletromagnética definida por um comprimento de onda e frequência estava associada a um QUANTUM DE ENERGIA Surge a Mecânica Quântica para explicar o movimento do elétron em torno do núcleo.

23 MODELO ATÔMICO DE BOHR I Observação experimental Solução para a estabilidade do átomo de Rutherford. II Teoria Em 1913, Bohr propôs: Um elétron gira ao redor do núcleo em órbita circular com energia constante; Um átomo possui um número limitado de órbitas, cada uma delas caracterizada por determinada energia NÍVEIS OU CAMADAS ENERGÉTICAS; Cada órbita é chamada estado estacionário;

24 MODELO ATÔMICO DE BOHR Quando um elétron permanece em movimento numa órbita, não emite nem absorve energia; Quando se fornece energia a um elétron (quantum), ele salta de uma órbita para outra mais externa e energética salto quântico ESTADO EXCITADO; O elétron que passou para o estado excitado tende a voltar à órbita de origem (estado fundamental) mais estável, para tanto deverá emitir energia na forma de onda eletromagnética.

25 MODELO ATÔMICO DE BOHR III Modelo O átomo possui órbitas denominadas NÍVEIS OU CAMADAS DE ENERGIA, onde os elétrons ficam sem absorver nem emitir energia. Modelo de Bohr IV Falha Bohr não conseguiu explicar o comportamento dos átomos com mais de um elétron possuíam estados diferentes de energia num mesmo nível as linhas espectrais previstas não correspondiam ao observado.

26 TESTE DE CHAMA APLICAÇÕES DO MODELO DE BOHR FOGOS DE ARTIFÍCIO Cobre Estrôncio

27 MODELO ATÔMICO DE SOMMERFELD I Observação experimental 1916 interpretação dos espectros descontínuos. II Teoria Linhas espectrais conjunto de linhas finas Cada nível de energia do modelo de Bohr era constituído por algumas divisões SUBNÍVEIS DE ENERGIA; O salto de um elétron de um nível de energia para outro pode caracterizar a emissão de fótons com diferentes energias, dependendo dos subníveis onde estava o elétron antes e depois do salto;

28 MODELO ATÔMICO DE SOMMERFELD III Modelo Os elétrons giram em torno do núcleo em órbitas circulares (níveis de energia) e elípticas (subníveis de energia). Modelo de Sommerfeld IV Falha A existência de órbitas definidas para os elétrons.

29 MODELO ATÔMICO ATUAL Modelo atual modelo orbital Não se admite mais a existência de órbitas, nem circulares nem elípticas para os elétrons Louis De Broglie propôs o dualismo partícula-onda para o elétron Heisenberg Princípio da Incerteza não é possível determinar simultaneamente a posição e a velocidade de um elétron no átomo. Orbital região, ao redor do núcleo, mais provável de se encontrar o elétron Schoringer números quânticos.