TEORIA ATÔMICA. Química Geral

Transcrição

1 TEORIA ATÔMICA Química Geral 1

2 Modelo Atômico de Dalton John Dalton : Físico, Químico e Meteorologista inglês Primeira tentativa de relacionar mudanças químicas a eventos que ocorrem ao nível de átomos individuais. Átomo grego ἄτομος = indivisível A teoria está baseada em cinco postulados 2

3 Modelo Atômico de Dalton Toda a matéria é composta de átomos; Átomos são permanentes e indivisíveis, não podem ser criados nem destruídos; Os átomos de um elemento são idênticos mas diferem daqueles de outro elemento; Transformações químicas consistem de combinação, separação, ou rearranjos de átomos; Compostos químicos são formados de átomos de dois ou mais elementos em uma razão fixa; 3

4 Modelo Atômico de Dalton Átomo de Dalton: estrutura esférica, maciça, indivisível, indestrutível e homogênea, cuja massa e volume variam de um elemento para outro. Modelo Bola de Bilhar 4

5 Modelo Atômico de Thomson Joseph John Thomson : Físico inglês Descobertas de Faraday Eletrólise de sais. I - Durante uma eletrólise a massa de substância decomposta é diretamente proporcional a quantidade de eletricidade empregada. II - Se um numero definido de átomos se combina com uma quantidade definida de eletricidade, parece razoável supor que a própria eletricidade seja composta de partículas. Thomson Descoberta do elétron 5

6 Modelo Atômico de Thomson Experimentos com tubos de Crookes 6

7 Modelo Atômico de Thomson 7

8 Modelo Atômico de Thomson Modelo Pudim de Passas O átomo consistiria de vários elétrons incrustados e embebidos em uma grande partícula positiva, como passas em um pudim. 8

9 Modelo Atômico de Rutherford Ernest Rutherford: Físico e Químico neozelandês 9

10 Modelo Atômico de Rutherford 10

11 James Chadwick - Nêutron : Físico Britânico 11

12 Modelo Atômico de Bohr Niels Henrick David Bohr: Físico Dinamarquês 1- POSTULADO DOS NÍVEIS DE ENERGIA: Num átomo, um elétron só pode ter certos valores da energia, que são chamados níveis de energia. Então, o átomo só pode ter certos valores da energia total. Bohr adotou a ideia da quantização da energia, de Planck. 2- TRANSIÇÕES ENTRE OS NÍVEIS DE ENERGIA: Um elétron num átomo só pode alterar a sua energia passando de um nível de energia para outro. Esta passagem de um para outro nível é uma transição. 12

13 Modelo Atômico de Bohr Postulado 1 Postulado 2 13

14 Modelo Atômico de Bohr 14

15 Níveis de Energia ou Camadas Eletrônicas Bohr - Um elétron num átomo adquire apenas certas energias, e cada energia é representada por uma órbita definida, particular. - As órbitas permitidas constituem os níveis de energia do átomo ( camadas K L M N... ) 15

16 Níveis de Energia ou Camadas Eletrônicas Bohr - Se o elétron recebe energia ele pula para uma outra órbita mais afastada do núcleo. Pode ocorrer no elétron a perda de energia por irradiação, e sendo assim, o elétron cai para uma órbita mais próxima do núcleo. Conclui-se então que: quanto maior a energia do elétron, mais afastado ele está do núcleo e só pode estar em movimento ao redor do núcleo se estiver em órbitas específicas, definidas. 16

17 Níveis de Energia ou Camadas Eletrônicas 17

18 Subníveis de Energia Subníveis de energia: são como estruturas finas dos níveis de energia propostos por Bohr. Estão associados com as letras s (sharp), p (principal) d (diffuse) e f (fundamental). Cada um deles pode comportar um número máximo de elétrons, sendo respectivamente, 2, 6, 10 e 14 K L M N O P Q Nível Subnível 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p 18

19 Subníveis de Energia 19

20 Modelo Atômico atual Baseado em dois princípios: 1) Princípio da Incerteza de Heisenberg: é impossível determinar com precisão a posição e a velocidade de um elétron num mesmo instante; 2) Princípio da Dualidade da Matéria de Louis de Broglie: o elétron apresenta característica DUAL, ou seja, comporta-se como matéria e energia sendo uma partícula-onda. 20

21 Modelo Atômico atual 21

22 Modelo Atômico atual Orbitais S e P 22

23 Modelo Atômico atual Erwin Schrödinger Baseado no postulado de de Broglie de dualidade do elétron (partícula/onda) Equações do movimento ondulatório Exaustivos tratos matemáticos Modelo plenamente aceito nos dias atuais 23

24 Evolução da teoria atômica 24

25 ESTRUTURA ATÔMICA 25

26 Composição Atômica Massa Kg Valor relativo Massa relativa Elétron 9,1 x /1836 Nêutron 1,67 x Próton 1,67 x Thompson: Razão carga/massa do elétron = 1,759 x C/Kg. Millikan: experimento da gota de óleo. Carga do elétron = 1,602 x C. 26

27 Notação Composição Atômica - Número atômico Z: número de prótons de um átomo - Número de massa A: numero de prótons + o numero de nêutrons de um átomo Mais carga q do elemento, no caso de ser um íon. 27

28 Composição Atômica 28

29 Composição Atômica Estado fundamental: quando o átomo possui o mesmo número atômico e de elétrons. Ex., o Na tem Z = 11, ele tem 11 prótons e 11 elétrons no EF. O Cl tem Z = 17, portanto, 17 prótons e 17 elétrons no EF. Íon: um átomo pode ganhar ou perder elétrons. Quando ganha (ficando com carga parcial negativa) é chamado de ânion e quando perde (ficando com carga parcial positiva) é chamado de cátion. 29

30 Composição Atômica Isótopos: São átomos que possuem mesmo número de prótons (Z) e diferente n de massa e, consequentemente, diferente n de nêutrons. Fenômeno de isotopia é bastante comum na natureza e a maioria dos elementos químicos naturais é constituída por mistura de isótopos. Os isótopos possuem suas propriedades químicas iguais, pois este fator está relacionado com a estrutura de sua eletrosfera; mas têm suas propriedades físicas diferentes, já que este fator depende da massa do átomo, que no caso, são diferentes. 30

31 Composição Atômica 31

32 Composição Atômica Isótonos: São átomos de diferentes números de prótons e de massa, mas que possuem mesmo número de nêutrons. Ou seja, são elementos diferentes, com propriedades físicas e químicas diferentes. 32

33 Composição Atômica Isóbaros: São átomos de diferentes n de próton, mas que possuem o mesmo n de massa (A). Assim, são átomos de elementos químicos diferentes, mas que têm mesma massa, já que um maior n de prótons será compensado por um menor n de nêutrons, e assim por diante. Desse modo, terão propriedades físicas e químicas diferentes. 33

34 RELEMBRANDO Orbitais Atômicos As funções de onda de elétrons em átomos são chamadas de orbitais atômicos. As expressões matemáticas dos orbitais atômicos são soluções da equação de Schrödinger. A densidade da nuvem em cada ponto representa a probabilidade de encontrar o elétron naquele ponto. As regiões mais densas da nuvem, portanto, correspondem às posições em que a probabilidade de encontrar o elétron é maior. 34

35 Orbitais Atômicos Orbitais s Orbital 1s Orbital 2s Orbital 3s O orbital s é uma região de forma esférica que descreve aonde um elétron pode ser encontrado com um certo grau de probabilidade. A forma do orbital depende dos números quânticos associados com um estado de energia. Todos os orbitais s possuem l=m=0, mas o valor de n pode variar. 35

36 Orbitais Atômicos Orbitais p 2p x 2p y 2p z 3p x 3p y 3p z 36

37 Orbitais Atômicos Orbitais d 3d xy 3d xz 3d yz 3d x 2 y 2 3d z 2 37