Química - VideoAulas Sobre Estrutura Atômica – Faça o Download desse material em nosso site. Acesse www.AulaParticularApoio.Com.Br

1. ESTRUTURA
ATÔMICA

2. O que você precisa saber ao final deste assunto?
 Conhecer e diferenciar os Modelos Atômicos;
 Identificar as principais características das partículas subatômicas;
 Classificar os átomos como Isótopos, isóbaros, isótonos e
isoeletrônicos;
 Identificar o Modelo atômico de Bohr e de Sommerfeld;
 Conhecer as camadas eletrônicas utilizando o diagrama de Linus
Pauling;

3. O que é um modelo?
Ao longo dos séculos
XIX e XX, vários
cientistas “imaginaram”
modelos do átomo. Esses modelos explicavam
alguns resultados
experimentais e
possibilitavam a realização
de previsões sobre o átomo.
À medida que algo novo era
descoberto, “desenhava-se”
um novo modelo que
apresentava mais detalhes e
era mais complexo.

4. A evolução do conceito de átomo
se desenvolveu
Baseando-se em modelos!
Vamos conhecer essa História...

5. Mais de 2000 anos depois...
Dalton em 1808
Para Dalton, os átomos eram:
• partículas fundamentais que compunham
a matéria;
• indivisíveis e não poderiam ser criados
ou destruídos.
John Dalton
Os átomos de um mesmo elemento são (1766-1844)
idênticos em todos os aspectos.
Todas as coisas são formadas pela
associação entre esses diferentes átomos.

6. O átomo é uma partícula
esférica, maciça e
indivisível. Como é uma
bola de bilhar!
Seu modelo foi
denominado:
“modelo das bolhas
de bilhar”.

7. Uma revisão
FÍSICA
Cargas opostas se atraem!
Cargas iguais se repelem!

8. Noventa anos após Dalton...
Thomson em 1897
A descoberta do elétron!
Afirmou que: “o átomo não é indivisível
como dizia Dalton!”
Como ele comprovou isso?
Joseph John Thomson
(1856-1940)
Usando o tubo de raios
catódicos.

9. O tubo de raios
catódicos.
Para bomba de
vácuo Joseph John
Thomson
Placas
eletricamente
carregadas
Catodo
Anodo
Alta voltagem

10. Os raios eram (-) pois
desviavam-se para o pólo
positivo (placa no desenho).
Os raios foram chamados
de elétrons.
A sugestão do nome elétrons
foi feita pelo cientista
irlandês George Johnstone
Stoney (1826–1911), que
considerou os corpúsculos
de Thomson os átomos da
eletricidade.
http://www.metasynthesis.com

11. Na Grécia Antiga:
500 a.C.: Anaxágoras - toda matéria é infinitamente
divisível.
Leucipo (470 a.C.) – Criador das idéias atomísticas.
Na Grécia Antiga:
Demócrito (450 a.C.) – Denominou a partícula fundamental de Leucipo.
Leucipo (470 a.C.) e Demócrito (450 a.C.)
- Segundo eles, dividindo-se
sucessivamente um material poderia-se
chegar a uma unidade indivisível - o
átomo. E disseram também que tudo o
que vemos é feito de átomos.
Demócrito
(460 – 370 A.C.)

12. Noventa anos após Dalton...
Thomson em 1897
Propôs que os raios eram carregados negativamente.
Logo o átomo não é indivisível!
O átomo era uma
massa homogênea e
positiva com elétrons
mergulhados por ele.
Modelo do pudim de passas

13. Vamos Praticar
1. Em 1808, John Dalton publicou um livro apresentando sua teoria sobre a
constituição atômica da matéria. O seu trabalho foi amplamente debatido pela
comunidade científica e, apesar de ser criticado por físicos famosos da época, a
partir da segunda metade o século XX os químicos começaram a se convencer.
Sobre a teoria atômica de Dalton, julgue os itens e assinale a alternativa correta.
a) O átomo seria a menor entidade formadora de todas as substâncias.
b) O átomo poderia ser dividido em pelo menos outras duas partículas, estas que
seriam indivisíveis.
c) O que caracterizava um elemento químico era o número de elétrons.
d) As substâncias seriam formadas por átomos e todos teriam massas iguais.
e) Dalton verificou propriedades elétricas nos átomos.
Clique aqui
para ver a
resposta

14. Vamos Praticar
2. Assinale a alternativa que corresponde ao átomo de Thomson.
a) Sugeriu que um átomo poderia ser uma esfera carregada positivamente na
qual alguns elétrons estão incrustados.
b) O átomo é indivisível.
c) Sua teoria explicou com sucesso porque a massa é conservada nas reações
químicas.
d) Um átomo poderia ser composto por um pequeníssimo núcleo carregado
positivamente (no centro do átomo) rodeado por uma região comparativamente
maior contendo os elétrons.
e) o átomo consistia em um pequeno núcleo rodeado por um grande volume no
qual os elétrons estão distribuídos.
Clique aqui
para ver a
resposta

15. Oitenta anos após Dalton...
Goldstein em 1886
A descoberta dos raios canais!
Afirmou que: “os átomos contém minúsculas partículas
com carga Concluiu ele comprovou
Como que os raios canais
positiva.”
isso?
são carregados positivamente.
Porque ele sugeriu isso?
Como os átomos contém partículas negativas (os
Usando o tubo de
elétrons), eles devem conter partículas positivas
raios canais.
para que sejam eletricamente neutros.

16. Por volta de cem anos após Dalton...
Rutherford
A descoberta do próton!
Comprovou que os raios canais
de Goldstein eram os prótons
(partículas positivas).
Kotz, J. C., et al, Química Geral e Reações Químicas, SP, Cengage Learning, 2009.

17. Recapitulando...
Dalton - modelo das bolas de bilhar. O átomo era uma bola
maciça e indivisível.
Thomson – modelo do pudim de passas. O átomo era uma
esfera positiva com partículas negativas denominadas elétrons.
Goldstein – sugeriu os raios canais.
Rutherford – comprovou que os raios canais eram partículas positivas no átomo
que foram denominadas prótons.

18. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911
Desejava descobrir se havia algo maciço no átomo.
Para isso ele borbardeou o átomo com partículas α .
Comprovou que o átomo não é maciço.
Como ele fez isso?
Veremos...

19. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911
Folha de ouro com
Feixe de espessura de 0,0001cm
partículas α
Tela
fluorescente
Fonte de partículas α (polônio)
em um cubo de chumbo

20. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911

21. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911
Conclusões de Rutherford sobre este experimento:
 O átomo não é indivisível;
 A maior parte da massa se encontra no centro do
átomo (núcleo);
 Ao redor do núcleo estão os elétrons, na eletrosfera;
 O raio do átomo de ouro é dez mil vezes maior que o
raio do seu núcleo;

22. O Modelo Atômico de Rutherford - 1911
 os elétrons orbitavam o núcleo da mesma forma que
os planetas orbitam em torno do sol.

23. 125 anos após Dalton...
James Chadwick em 1932
A descoberta do nêutron!
Fez experimentos com
material radioativo e
concluiu que haviam
James Chadwick
partículas sem carga (1891-1974)
no núcleo do átomo.

24. O Modelo Atômico de Rutherford após a
descoberta dos nêutrons
Eletrosfera possui
elétrons (negativos)
Núcleo possui prótons (positivos)
e nêutrons (carga nula)

25. Vamos Praticar
3. EEAR - Para explicar os resultados experimentais que obteve ao incidir partículas
α sobre uma lâmina muito delgada de ouro, Rutherford propôs a existência do
núcleo: um reduzidíssimo volume onde praticamente se concentra toda a massa do
átomo. A razão entre o diâmetro do átomo e o diâmetro de seu núcleo é:
a) 104 b) 108 c) 10-19 d) 10-23
4. (UFSC) A palavra átomo é originária do grego e significa indivisível, ou seja,
segundo os filósofos gregos, o átomo seria a menor partícula da matéria que não
poderia ser mais dividida. Atualmente essa idéia não é mais aceita. A respeito dos
átomos, é verdadeiro afirmar que:
01. não podem ser destruídos
02. são formados por, pelo menos, três partículas fundamentais
04. possuem partículas positivas denominadas elétrons
08. apresentam duas regiões distintas, o núcleo e a eletrosfera Clique aqui
16. apresentam elétrons, cuja carga elétrica é negativa para ver a
32. contêm partículas sem carga elétrica, os nêutrons resposta
Soma ( )

26. Vamos Praticar
5. Na famosa experiência de Rutherford, no início do século XX, com a lâmina de
ouro, o(s) fato(s) que indicava(m) o átomo possuir um núcleo pequeno e positivo
foi(foram):
01. As partículas alfa foram atraídas pelo núcleo por que têm cargas negativas.
02. Ao atravessar a lâmina, a maioria das partículas alfa sofreram desvio de sua
trajetória.
04. Um grande número de partículas alfa não atravessaria a lâmina.
08. Um pequeno número de partículas alfa atravessando a lâmina sofreria desvio
de sua trajetória.
16. A maioria das partículas alfa atravessaria os átomos da lâmina sem sofrer
desvio de sua trajetória.
Indique as corretas.
Soma ( )

27. Enfim...
Desde o átomo de Dalton até Rutherford foram
descobertas as partículas subatômicas e suas
massas e cargas foram determinadas e são
apresentadas na tabela abaixo.
Massa Carga
Partícula
relativa relativa
Elétron 1/1836 -1
Próton 1 1
Nêutron 1 0

28. Características do átomo
 Número Atômico – representado por Z
É o número de prótons (p) no núcleo do átomo. Para um átomo neutro:
Z = p = e (para átomo neutro) e Z = p (para íon)
Um átomo é caracterizado por seu Z ou p.
Então átomos diferentes terão Z diferente!
 Átomo neutro – Sem carga (nox). Exemplo: Na, Cl
Íon – Com carga (nox).
Exemplo:
Na+ (íon com carga, perdeu 1 elétron, denominado cátion).
Cátion – átomo neutro que perdeu elétrons
Cl-1 (íon com carga negativa, ganhou 1 elétron, denominado ânion)
Ânion – átomo neutro que ganhou elétrons

29. Características do átomo
 Número de Massa - representado por A
É a soma do número de prótons (p) com o número de nêutrons (n), isto é,
o número de partículas que constituem o núcleo. Então:
A=Z+n
Como representar o átomo de Ferro?
26 Fe 56 26
Fe 56 56 Fe 26 Fe
ou ou 26 ou 56
Determine o número de nêutrons do átomo de ferro.
Onde Z = 26 e A = 56. Como no átomo neutro:
Z = p = e, então no ferro Z = p = e = 26
A = Z + n ⇒ n = A – Z = 30

30. Vamos praticar
1) Determine os números de prótons, massa, atômico,
elétrons e nêutrons dos átomos abaixo:
a) 47Ag108
b) 20Ca40
c) 35Br80
Para conferir a resposta
basta clicar aqui!

31. Conceito de Elemento Químico
 Elemento Químico – São os átomos de mesmo número atômico (Z).
Para se representar um elemento químico deve-se indicar seu
símbolo, número atômico e número de massa.
Representação do elemento químico Ferro
26 Fe 56 26
Fe 56 56 Fe 26 Fe
ou ou 26 ou 56
OBS: Z é sempre menor que A, exceto em 1H1 (Z = A = 1)

32. Semelhanças Atômicas
Átomos Isótopos – átomos com mesmo número de prótons.
1
H1 e 2H1 e 3H1
Átomos Isótonos – átomos com mesmo número de nêutrons.
C13 e 7N14
6
Átomos Isóbaros – átomos com mesmo número de massa.
Fe57 e 27Co57
26
Átomos Isoeletrônicos – átomos com mesmo número de elétrons.
20Ca e 19K+1
+2
Vamos praticar
2) Determine as semelhanças atômicas nos átomos abaixo:
A17 e 16B35 e 36C17 e
35
D15
34
Para conferir a resposta
basta clicar aqui!

33. Vamos praticar
3) (ITA) São definidas quatro espécies de átomos neutros em termos de
partículas nucleares:
Átomo I – possui 18 prótons e 21 nêutrons
Átomo II – possui 19 prótons e 20 nêutrons
Átomo III – possui 20 prótons e 19 nêutrons
Átomo IV – possui 20 prótons e 20 nêutrons
Pode-se concluir que:
Para conferir a resposta
a) os átomos III e IV são isóbaros; basta clicar aqui!
b) os átomos II e III são isoeletrônicos;
c) os átomos II e IV são isótopos;
d) os átomos I e II pertencem ao mesmo período da
Classificação Periódica;
e) os átomos II e III possuem o mesmo número de massa.

34. Vamos praticar
4) (MACK) Assinale a alternativa incorreta:
a) 19K40 é isóbaro de 18Ar40
b) Isótopos são átomos de diferentes números atômicos e iguais
números de nêutrons.
c) 1H1 , 1H2 e 1H3 são isótopos.
d) Isótonos são átomos de elementos diferentes e iguais número de
neutrons.
Para conferir a resposta
basta clicar aqui!

35. Uma breve revisão sobre o que vimos até aqui
 Leucipo e Demócrito sugeriram os átomos;
 Thomson descobriu os elétrons;
 Rutherford descobriu os prótons;
 Chadwick descobriu os nêutrons;
O dilema de Rutherford:
• não seria possível conceber um átomo onde o elétron estivesse fixo
em determinado ponto da eletrosfera;
• nem seria possível que o elétron estivesse em movimento, pois,
pelas leis da Física Clássica, o elétron emitiria energia radiante até
colidir contra o núcleo – colapso.

36. Mais de cem anos após Dalton...
Niels Bohr em 1913
Os elétrons giram em torno do
átomo em órbitas circulares com
valores de energia definidos.
 Órbitas circulares foram também denominadas como Níveis de
Energia ou Camadas;
Niels Bohr
(1885-1962)

37. Os elétrons descrevem
Cada órbita tem energia órbitas circulares ao
constante. redor do núcleo.
Os elétrons que estão em
órbitas mais afastadas do
núcleo terão maior energia.
O ÁTOMO SEGUNDO BOHR
Luz liberada por
um elétron ao
voltar à sua órbita Quando um elétron absorve uma quantidade de
original. energia, salta para uma órbita mais externa
(órbita com > energia). Ao retornar libera a
mesma quantidade de energia recebida sob a
forma de luz.

38. Mais de cem anos após Dalton...
Niels Bohr em 1913
 Órbitas circulares (níveis de energia ou
camadas);
 Quando um elétron passa de um nível
de menor energia e vai para um nível mais
externo ele recebeu energia. Ao voltar,
Espectro de
libera a energia recebida. Quanto maior a
linhas energia recebida, mais órbitas o elétron
Comprimento de
onda
percorrerá. Cada nível percorrido
corresponde a um valor fixo de energia;
 Cada cor do espectro representa uma
energia diferente e específica.

39. Espectro Eletromagnético

40. Os fogos de artifício
Prata: a chamada “chuva de Prata” é produzida pela queima de pó de Titânio e
Alumínio.
Dourado: o aquecimento de Ferro nos faz visualizar o tom de Ouro.
Azul: o cobre presente nos fogos de artifício confere a cor azul.
Roxo: a mistura de Estrôncio e Cobre dá origem ao azul mais fechado (roxo).
Vermelho: a cor rubra surge da queima de sais de Estrôncio e de Lítio.
Amarelo: se queimarmos Sódio teremos a cor amarela.
Verde: a queima de Bário faz surgir o verde incandescente.

41. Modelo Rutherford-Bohr
 Os elétrons giram ao redor do núcleo em
órbitas circulares com valores fixos de
energia;
 Podem receber energia e irem para um nível
mais externo. Ao voltar, liberam a energia
O estudo de átomos mais complexos
recebida.
ocorreu com o surgimento da mecânica
quântica.
Suas teorias servem somente para o átomo de hidrogênio
ou íons com um único elétron!

42. Níveis de energia (Bohr) e
Subníveis de energia (Sommerfield)
O átomo apresenta diversos níveis de energia, são eles:
Nível K, L, M, N, O, P, Q...
 Cada nível apresenta um número máximo de elétrons;
Níveis (Bohr) Subníveis (Sommerfelf)
Camada K (2ē) 1s (2ē)
Camada L (8ē) 2s (2ē), 2p (6ē)

43. Níveis de energia (Bohr) e
Subníveis de energia (Sommerfield)

44. Subníveis de energia e Distribuição eletrônica
Exemplo: O elemento Nitrogênio (N) tem 7 elétrons. Em que níveis e
subníveis seus elétrons estão?
• 1° nível (K) tem 2 elétrons;
• 2° nível (L) tem 5 elétrons;
• Subníveis: 1s², 2s², 2p3
K L
2 ē 2ē (s), 3ē (p)
Atenção: Criptônio (36Kr) - 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d10, 4p6.
ou - [Ar18] 4s², 3d10, 4p6.

45. Vamos praticar
6) Um átomo apresenta normalmente dois elétrons na primeira camada,
oito elétrons na segunda, dezoito elétrons na terceira camada e sete na
quarta camada. Qual seu número atômico?
7) Em fogos de artifício, observam-se as colorações, quando se adicionam
sais de diferentes metais às misturas explosivas. As cores produzidas
resultam de transições eletrônicas. Ao mudar de camada, em torno do
núcleo atômico, os elétrons emitem energia nos comprimentos de ondas
que caracterizam as diversas cores. Esse fenômeno pode ser explicado
pelo modelo atômico proposto por
a) Niels Bohr.
Para conferir a resposta
b) Jonh Dalton. basta clicar aqui!
c) J.J. Thomson.
d) Ernest Rutherford.

46. Vamos praticar
8) Com relação ao magnésio (Mg) e ao calcio (Ca) na tabela periódica,
responda:
a) Faça a distribuição eletrônica por níveis e subníveis para os átomos neutros
destes elementos e identifique os elétrons de valência (elétrons que se
encontram no último nível).
b) Considerando que esses elementos formam cátions com carga +2. Qual a
distribuição eletrônica desses cátions?
Para conferir a resposta
basta clicar aqui!

47. O vagalume
A intensidade, a velocidade e a freqüência dos
flashes variam de acordo com a espécie. As
cores de suas lanternas oscilam do verde-
amarelado ao laranja, passando pelo vermelho,
cor emitida por uma única espécie.
O fenômeno da luz brilhante é denominado
"Bioluminescência" (processo em que luz é
produzida por uma reação química que origina
no organismo).
Ambos os sexos de vaga-lumes fazem uso de um padrão de flash
específico que pode variar de um estouro curto a uma sucessão
flamejante, contínua e longa.
Foi descoberto que a mesma substância responsável pelo controle da
pressão sanguínea que leva à ereção do pênis, o óxido nítrico, (NO)
serve de mensageira entre o impulso elétrico emitido pelos neurônios do
vaga-lume e o disparo do flash luminoso.

48. Números Quânticos
Caracterizam os elétrons por sua energia. Existem 4 números quânticos:
 Principal (n) – Indica o nível de energia do elétron, ou melhor, a
distância do orbital ao núcleo do átomo.
26 Fe – último subnível 3d6 ⇒ n = 3
 Secundário (ℓ) – Indica o subnível de energia do elétron , ou melhor,
o formato do orbital.
ℓ = 0 – subnível s
ℓ = 1 – subnível p
ℓ = 2 – subnível d
ℓ = 3 – subnível f
26Fe – último subnível 3d ℓ=2
6 ⇒
 Magnético (m) – Associado ao orbital em que se encontra o elétron.
E o que é orbital?
Vejamos...

49. Números Quânticos
Orbital
Região de maior probabilidade de se encontrar o elétron.
Cada orbital comporta 2 elétrons.
0
s²
-1 0 +1
p6
...
-2 -1 0 +1 +2
d6

50. Números Quânticos
 Magnético (m) – Associado ao orbital em
que se encontra o elétron.
26 Fe – último subnível 3d6 ⇒
m=-2
1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d6
A distribuição dos elétrons nos orbitais:
 Princípio de exclusão de Pauli – Num
0
s orbital existem no máximo dois elétrons com
spins opostos;
-1 0 +1  Regra de Hund – Os orbitais de um
p ...
mesmo subnível são preenchidos de forma
-2 -1 0 +1 +2 que se obtenha o maior número possível de
d6
elétros desemparelhados (isolados)

51. Números Quânticos
 Spin (s ou ms) – Relacionado à rotação do elétron.
Fe – último subnível 3d6 - 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d6
26
Spin do 2° elétron (↓) é +1/2.
Spin do 1° elétron (↑) é -1/2.
26Fe – último subnível 3d6
0
O princípio da exclusão de Pauli
s
Não podem existir num átomo dois elétrons que -1 0 +1
possuam os mesmos 4 números quânticos. Dito p ...
de outra forma, apenas podem existir 2 elétrons
-2 -1 0 +1 +2
por orbital e estes devem ter spins opostos.
d6
Para o 26Fe ⇒ s = +1/2

52. Números Quânticos
Ex. Ferro (26Fe) – elétrons (ē = 26)
Números quânticos do elétron no
N
subnível de maior energia do
1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d6 elemento 26Fe:
K L M n=3
-2 -1 0 +1 +2 ℓ=2
m = -2
s = +1/2
Vamos praticar
9)Quais os números quânticos do subnível de maior energia dos elementos
abaixo?
a) Cálcio (20Ca) – Para conferir a resposta
basta clicar aqui!
b) Cloro (17Cl) –

53. Vamos Praticar Clique aqui
para ver a
Resposta: resposta
1. A
2. A
3. A
4. Soma = 01 + 02 + 08 + 16 + 32 = 59
5. Soma = 08 + 16 = 24

54. Vamos praticar
Respostas
1) a) p = Z = ē = 47, A = 108.
b) p = Z = ē = 20, A = 40.
c) p = Z = ē = 35, A = 80.
2) A e C são isótopos, A e B são isóbaros e B, C e D são isótonos.
3) E
4) B
5) a) 20Ca – 1s² 2s² 2p6 3s2 3p6 4s²
b) 35Br – 1s² 2s² 2p6 3s2 3p6 4s² 4p5
6) Z = 35
7) A
8) a) Mg - 1s² 2s² 2p6 3s2 Ca - 1s² 2s² 2p6 3s2 3p6 4s²
b) ) Mg+² - 1s² 2s² 2p6 Ca+² - 1s² 2s² 2p6 3s2 3p6
9) 20Ca – subnível – 4s² - n = 4, l = 0, m = 0, S = +1/2
17Cl – subnível – 3p - n = 3, l = 1, m = 0, S = +1/2
5
Para retornar basta clicar
aqui!