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
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.
Eletrólise Para entendermos melhor o que acontece, vemos no processo de eletrólise a hipótese de Arrhenius. Mas o que vem a ser e -?
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.
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
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.
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 10.000V. Observamos um raio que percorre por dentro do tubo em linha reta até atingir um material fluorescente.
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.
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= 6 10 7 m/s
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 =1,75 1011 C /g m =2yv2 Ed 1 2 http://www.youtube.com/watch?v=4akmsms-5tc
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.
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.
Experimento de Millikan No equilíbrio temos na direção vertical, F e P= 0 qe mg= 0 E= V d q= mgd V http://www.cheneliere.info/cfiles/complementaire/chimie_generale_9782765104889/video/chap2/experience_millikan_ang.swf
Experimento de Millikan Em vários experimentos com diferentes gotas, ele determinou valores como: q=ne
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= 1,60217646 10 19 C
Massa do elétron Conhecida a carga o elétron pudemos ultilizar o experimento de Thomson para determinar a massa do elétron. m e =0,91083 10 30 kg m = 1 e 1837 m H
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.
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.
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
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.
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= 2,9979 10 8 m/ s
Ondas eletromagnéticas Os diferentes tipos e cores são devido aos diferentes frequencias ou comprimentos de onda eletromagnética.
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.
Radiatividade Natural Berquerel observou que certos materiais produziam uma radiatividade natural.
Transmutação dos materiais Madame Curier observou que a radiação era resultado da transmutação dos átomos de determinados materiais.
Radiatividade natural Essa radiatividade foi classificada em três tipos: Raio alfa Raio beta Raio gama
Radiatividade Natural Ao colocar essas radiações perto de um campo magnético ou elétrico observamos:
Radiatividade Natural Dessa forma concluimos que:
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.
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.
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.
Problemas do modelo O modelo de Rutherford apresentava um problema de estabilidade das órbitas.