A Natureza Elétrica dos Materiais

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Nelson Vasques Fialho
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1 A Natureza Elétrica dos Materiais

2 As primeiras ideias sobre a constituição da matéria Demócrito Gregos ÁTOMOS - A matéria possuia espaço vazio; - Indestrutíveis; - Dotadas de movimento; - Diversos formatos. Aristóteles OS QUATRO ELEMENTOS - Modelo de Demócrito foi rejeitado por Aristóteles. - Matéria era contínua, sem espaço vazio dentro dela.

3 Dalton e a Teoria Atômica (1808) - Átomos são partículas esféricas e indivisíveis; - Modelo explica as propriedades das substâncias, as mudanças de estado físico, as separações de mistura e a conservação dos elementos em um reação química. - Primeiro modelo que se baseava em resultados experimentais. Contudo, o modelo de Dalton possuia limitações

4 A natureza elétrica dos materiais! Thales de Mileto Elektron = "âmbar Experiência de Willian Gilbert: Ao aquecer o âmbar prova que a fonte da eletrização não é o calor e sim o atrito.

Benjamin Franklin (1752) Ideia do fluido elétrico - Thomson realizou novas experiências e concluiu que os raios catódicos eram formados

5 Por que um corpo se eletriza? - No século XIX, inúmeros físicos desenvolveram experiências sobre a condução de eletricidade através dos gases (raios catódicos). Benjamin Franklin (1752) Ideia do fluido elétrico - Thomson realizou novas experiências e concluiu que os raios catódicos eram formados por partículas que possuem carga negativa Elétrons. Vídeo: formação dos raios Definição: Existem dois tipos de cargas elétricas: cargas positivas e cargas negativas. Foi necessário, então, um novo modelo atômico para explicar a natureza elétrica da matéria.

6 Modelo Atômico de Thomson (1897) - O átomo seria uma esfera de carga positiva, que contém partículas negativas. - As cargas positivas estariam uniformemente distribuídas em todo o átomo. - Átomo era neutro: quantidade de carga positiva era a mesma da carga negativa.

7 Observação importante: No processo de eletrização, a carga total é conservada. Eletrização por atrito Labvirtual Vídeo: Manual do Mundo

8 O atrito permite maior interação entre os átomos dos dois materiais. Exercícios de fixação: livro página 84

9 Materiais condutores e isolantes elétricos Condutores Isolantes

10 Início do século XX: pesquisas sobre radiação propagação de energia sob a forma de ondas ou partículas. Pierre e Marie Curie A descoberta de diferentes tipos de radiação despertou a necessidade dos cientistas pensarem em um novo modelo atômico que explicasse os novos fenômenos observados.

11 Experimento de Rutherford

12 Modelo de Thomson x Modelo de Rutherford Características do Modelo de Rutherford - Os átomos possuem um núcleo (carregado positivamente) e uma eletrosfera (carregada negativamente)

13 Se o núcleo é formado por partículas positivas, porque essas partículas não se repelem e o núcleo não desmorona? A resposta veio em 1932, quando o cientista Chadwick verificou que o núcleo do elemento berílio radioativo emite partículas sem carga elétrica e de massa praticamente igual à dos prótons (nêutron). Atualmente, considera-se que o átomo é formado, no mínimo, por três tipos de partículas: elétrons, prótons e nêutrons.

14 A identificação dos átomos Numero atômico(z): número de prótons existentes no núcleo de um átomo. Número de massa (A): é a soma do numero de prótons e de nêutrons (N) existentes em um átomo. A= Z+N Isótopos: átomos com mesmo Z e diferente N Hidrogênio Carbono Livro página 95: Como descobrir a idade de um fóssil"

15 Isóbaros: átomos de diferentes Z, mas que possuem mesmo A. Possuem propriedades físicas e químicas diferentes Isótonos: átomos com diferentes Z e diferentes A, porém com mesmo N. Portanto, são átomos de elementos químicos diferentes que possuem o mesmo número de nêutrons.

17 Ligações Químicas Porque será que os átomos se combinam e formam substâncias? Estabilidade: Os materiais na natureza tendem a se tornar cada vez mais estáveis, o que ocorre quando se encontram em um estado de menor energia. Formação de íons: Formação de um cátion Formação de um ânion

Força que mantém os íons unidos quando um átomo cede uma ou mais elétrons para

18 Tipos de Ligações Químicas Força causada por uma nuvem de elétrons livres que mantém unidos átomos de um mesmo metal. Força que mantém os íons unidos quando um átomo cede uma ou mais elétrons para outro átomo. União entre átomos estabelecidas pelo compartilhamento de elétrons. Substâncias Moleculares Sólidos covalentes

19 Ligação Metálica Nos metais, os elétrons externos estão mais fracamente ligados ao núcleo do átomo e por isso acabam sendo igualmente atraídos pelo átomo de origem e por outros átomos próximos a ele. - Formados por cátions e elétrons livres; - Pontos de fusão e ebulição elevados; - Bons condutores térmicos e elétricos; - Maleáveis e dúcteis; - Brilho metálico Propriedades gerais das substâncias metálicas

20 Ligação Iônica Força de atração entre um cátion e um ânion. Propriedades gerais das substâncias iônicas - Pontos de fusão e ebulição elevados; - Não conduzem corrente elétrica no estado sólido; - Conduzem corrente elétrica no estado sólido e quando fundidos; - Duros e quebradiços.

ebulição baixos; - A maioria não conduz corrente elétrica.

21 Ligação Covalente Compartilhamento de elétrons entre um mesmo átomo ou átomos diferentes. Propriedades gerais das substâncias moleculares - Estrutura geral é formada por moléculas; - Pontos de fusão e ebulição baixos; - A maioria não conduz corrente elétrica. Propriedades gerais dos sólidos covalentes - Estrutura geral é formada por átomos; - Pontos de fusão e ebulição elevados; - Não conduz corrente elétrica com exceção do grafite; - Duros e quebradiços.

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