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ÁTOMO

- Tudo é constituído de átomos.

- A matéria é constituída de pequenas partículas, os átomos.

- É a unidade básica que acompanha a matéria.

- Foi denominado, há cerca de 2400 anos, por Demócrito e Leucipo. Eles acreditavam que os átomos eram partículas indivisíveis.

MODELOS ATÔMICOS

MODELO ATÔMICO DE DEMÓCRITO

O grego Demócrito de Abdea (470 - 400 a.C.) sugeriu que a matéria fosse descontínua, feita de minúsculas partículas indivisíveis. Sua teoria sofreu, naquele período, a rejeição do influente Aristóteles que imaginava a matéria contínua como “um todo inteiro”, idéia que permaneceu até a Renascença.

MODELO ATÔMICO DE DALTON (1766-1844)

O professor inglês John Dalton fez reviver o conceito de átomo propondo a teoria de que os elementos são formados por partículas diminutas e indivisíveis, chamadas átomos. O átomo seria a partícula elementar, a menor unidade da matéria, como esferas minúsculas, rígidas e indestrutíveis. Para ele, todos os átomos seriam iguais.

MODELO ATÔMICO DE THOMPSON (1856-1940)

O físico inglês, em 1898, demonstrou os elétrons e cada elétron corresponde a uma carga negativa. Em 1898 acrescentou uma esfera positiva no seu modelo atômico, na qual os elétrons estão distribuídos + ou – uniformemente.

MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD (1871-1937)

Em 1911 Rutherford concluiu que o átomo não era uma esfera maciça, admitindo uma parte central positiva, muito pequena mais de grande densidade (núcleo), em um modelo que se assemelha ao sistema solar.

MODELO ATÔMICO DE BOHR (1885-1962) — MODELO CLÁSSICO

Bohr Aperfeiçoou o modelo anterior, admitindo o fato de que os elétrons giram em torno do núcleo em órbitas específicas, sem perder a energia. Werner Heisenberg (1901-1977) estabeleceu o princípio da Incerteza, que contribuiu para que Erwin Schroedinger (1887-1961) definisse que um elemento constituído de um núcleo, onde se encontram os prótons e neutros, e de um orbital, região do espaço em torno do núcleo, onde há maior probabilidade de se encontrar o elétron. Os elétrons são descritos por equações de ondas em um orbital.

Esse é o modelo atualmente aceito e que contempla os níveis de energia.

FORMAÇÃO DO ÁTOMO

O átomo é formado por duas regiões distintas:

Núcleo: pequena região central que contém toda a massa do átomo, com cargas positivas.

Eletrosfera: região praticamente sem massa que envolve o núcleo e apresenta cargas negativas.

Esse sistema é formado por 3 tipos de partículas fundamentais:

NÚCLEO = Prótons (p) nêutrons (n)

  ELETROSFERA = elétrons (e)

Características das partículas:

MASSA RELATIVA (u) — u = unidade de massa atômica

CARGA RELATIVA (u.c.a) — u.c.a = unidade de carga atômica

São características do átomo:

Dimensões do átomo

O tamanho de um átomo é normalmente medido em angströns. Lembre-se de que: I angström equivale a 10-8 centímetro.

a) O diâmetro médio do núcleo de um átomo fica entre 10-5 e 10-4 angström.

b) O diâmetro médio da eletrosfera de um átomo é de 1 angström.

Isso nos leva a importantes conclusões:

1. Se examinarmos a relação:

(diâmetro da eletrosfera) / (diâmetro de núcleo) = 105

veremos que a eletrosfera de um átomo é entre 10.000 e 100.000 vezes maior que o seu núcleo. Se o núcleo tivesse o diâmetro de 1 centímetro, a eletrosfera teria o diâmetro entre 100 metros e 1 quilômetro.

O diâmetro do átomo é da ordem
de 10.000 vezes maior
que o diâmetro do núcleo.
Mas o núcleo contém
mais de 99.9% da massa do átomo!

Um átomo é constituído de um núcleo extremamente pequeno, carregado positivamente, rodeado por uma nuvem de elétrons carregados negativamente. Embora tipicamente o núcleo seja menos de dez mil vezes menor que o átomo, o núcleo contém mais de 99.9% da massa do átomo! Os núcleos são constituídos de partículas carregadas positivamente chamadas prótons de outras eletricamente neutras, chamadas nêutrons. Essas partículas são mantidas agrupadas por uma força chamada força forte ou força nuclear.

- A característica mais importante de um átomo é o seu número de prótons. Átomos com diferentes números de prótons apresentam características químicas diferentes.

- Os átomos são sistemas eletricamente neutros.

- Em um átomo o numero de elétrons é igual ao número de prótons.

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ÁTOMO NEUTRO

Quando um átomo está isolado, livre de influência, o número de prótons é sempre igual ao número de elétrons.

Número de prótons = número de elétrons

Como as cargas das partículas fundamentais são expressas em Coulomb (C), que são números muito pequenos, criou-se uma escala relativa, na qual a carga do próton é unitária e vale +1 uec, Unidade Elementar de Carga.

Unidade Elementar de Carga = uec

1uec = 1,6 . 10^-19 C

 As cargas do próton e do elétron
são numericamente iguais
em seu estado fundamental

p⁺ = ⁺1                 e^- = ^-1

 Sendo assim:
as cargas se neutralizam em um
sistema eletricamente neutro

Número atômico (Z)

O número atômico é (Z) o número que indica a quantidade de prótons de cada elemento químico.

Exemplo:

Cálcio (Ca) → Z = 20 → (então) 20p e 20e

Cloro (Cf) → Z = 17 → (então) 17p e 17e

 Número de prótons = Z

Número atômico = Z

Exemplo:

Sódio = Na

Em (Na) Z = 11, logo o número atômico é onze, ou seja, existem onze prótons no núcleo da partícula de sódio.

Prótons (Z) + Neutrons (N) = Massa (A)

                        Z = 11

Na (Z = 11)                A = 23

                        n = 12

Em um átomo neutro o número de prótons é igual ao número de elétrons

p = 11

Na (Z = 11)

              e = 11

ELEMENTOS QUÍMICOS

É o conjunto de átomos com o mesmo número atômico (Z)

Atualmente são reconhecidos 115 elementos químicos, incluindo os naturais e os artificiais. Cada elemento químico desses é identificado por um número atômico correspondente.

Os elementos químicos também são identificados por um nome e por um símbolo correspondente ao nome. Os símbolos são, em geral, representados por uma letra maiúscula, ou duas letras, sendo a 1º maiúscula e a segunda minúscula.

Número de massa (A)

O número da massa é a soma do número atômico (Z) e o número de nêutrons (n).

A = Z + n

Exemplos:

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volta / continua

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RELAÇÕES ATÔMICAS

ISÓTOPOS

Átomos com o mesmo número atômico (Z)

Logo, pertencem ao mesmo elemento químico, mas os números de nêutrons são diferentes, portanto, têm diferentes números de massa (A)

Um dado elemento químico pode ter vários ISÓTOPOS, que diferem uns dos outros pelo número de nêutrons contidos no núcleo.

Exemplos:

Isótopos do elemento oxigênio: ₈O¹⁶      ₈O¹⁷    ₈O¹⁸

Isótopos do elemento potássio: ₁₉K³⁹     ₁₉K⁴⁰   ₁₉K⁴¹

 Os nomes dos isótopos de um elemento são os nomes dos próprios elementos, seguidos do seu número de massa:

 Isótopo do Cloro com A = → Cloro -35

 Alguns isótopos mais comuns

ISÓTOPOS DO HIDROGÊNIO:

O único elemento químico cujos isótopos apresentam nome próprio é o Hidrogênio que é constituído de 3 isótopos:

ISÓBAROS

Átomos com o mesmo número de massa (A)

São átomos de diferentes elementos (de números atômicos diferentes), mas que apresentam o mesmo número de massa.

Exemplos:

Ambos com mesmo nº de massa (p+n)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

40

K = Potássio → A = 40 → Z = p = 19 → n = 21

19

40

Ar = Argônio → A = 40 → Z = p = 18 → n = 22

18

Ambos com mesmo nº de massa (p+n)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Os isóboros são elementos diferentes, com números atômico diferentes e com símbolos diferentes.

ISÓTONOS

Átomos com o mesmo número de nêutrons (N)

Tem o mesmo nº de nêutrons, mas diferente nº de prótons e, portanto, nº de massa. Ex:

Exemplos:

Ambos com mesmo nº de nêutrons.

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

3

H = Hidrogênio → A = 3 → Z = 1 → n = 2

1

4

He = Hélio → A = 4 → Z = 2 → n = 2

2

Ambos com mesmo nº de neutrons

Resumo  

ISOELETRÔNICOS

Número de elétrons iguais (S)

Elementos químicos diferentes que possuem a mesma quantidade de elétrons

₁₂Mg²⁺ = 10 elétrons (MG = Magnésio)

₉F^1- = 10 elétrons (F = Flúor)

₁N^3- = 10 elétrons (N = Nitrogênio)

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

₁₅P^3- = 18 elétrons (P = Fósforo)

₂₀Ca²⁺ = 18 elétrons (Ca = Cálcio)

Quando o Íon perde um elétron, usa-se o sinal de mais +

Quando o Íon ganha um elétron, usa-se o sinal de menos -

Exemplos:

Sódio = Na:

Na (Z=11) → p = 11 → e = 11

Na⁺ (Z=11) → p = 11 → e = 10

Enxofre = S:

S (Z=16) → p = 16 → e = 16

S^2- (Z=16) → p = 16 → e = x

- 16 - 2 = x

X = 18

volta / continua

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EXERCÍCIOS

1 Um átomo de urânio (U) tem Z = 92 e A = 238.

₉₂ U²³⁸ 

Pede-se o nº de:

Z =

A =

p =

e =

n =

Resposta: Z = 92 / A = 238 / p = 92 / e = 92 / n = 146

2 Quantos prótons, nêutrons e elétrons apresentam os íons a seguir?

a)        56      

       Fe ³⁺

26

Resposta: p = 26 / e = 23 / n = 30

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