Modelos atómicos ao longo do tempo
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O documento descreve a evolução dos modelos atómicos ao longo do tempo, começando pelo modelo de Dalton no século 18, passando pelo modelo planetário de Rutherford em 1911, modelo quântico de Bohr em 1913 até o modelo atual proposto por Schrödinger na década de 1920 no qual os elétrons se movem em orbitais com probabilidades definidas em vez de órbitas definidas.
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- 1. 22-11-2009 1 MODELOSMODELOS ATÓMICOSATÓMICOSATÓMICOSATÓMICOS Inês Bruno e Marília Peres 2009 Fonte: http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_fall2003.web.dir/erik_johnson/contents.html MODELOS DO ÁTOMO … John Séc Esfera O átomo de cadaJohn Dalton (Inglês) Séc. XVIII Esfera O átomo de cada elemento é uma esfera indivisível 2
- 2. 22-11-2009 2 MODELOS DO ÁTOMO … MODELO DE DALTONMODELO DE DALTON -- 18031803 3 Fonte: http://www.rsc.org/chemsoc/timeline/timeline.asp MODELOS DO ÁTOMO … Descoberta do Electrão por J.J.TMOMSOMDescoberta do Electrão por J.J.TMOMSOM emem 18971897 Fonte: http://www.rsc.org/chemsoc/timeline/timeline.asp
- 3. 22-11-2009 3 Thomson 1897 Modelo do pudim de O átomo é uma esfera maciça carregada MODELOS DO ÁTOMO … passas positivamente, onde os electrões se encontram encrostados. 5 Rutherford 1911 Modelo planetário O átomo é constituído por um núcleo, de carga eléctrica positiva, onde está concentrada toda a massa do átomo, e por MODELOS DO ÁTOMO … , p electrões que se moviam à volta do núcleo Rutherford observou grandes deflexões, sugerindo um núcleo duro e pequeno 6
- 4. 22-11-2009 4 MODELOS DO ÁTOMO … RutherfordRutherford em1911em1911 Fonte: http://www.rsc.org/chemsoc/timeline/timeline.asp Bohr 1913 Modelo de Bohr Os electrões só podem ocupar níveis de energia bem definidos (quantização da energia) e giram em d ú l ó bi MODELOS DO ÁTOMO … torno do núcleo em órbitas com energias diferentes; Modelo de Bohr para o átomo de Hidrogénio r Nível interno o ntal Nível interno o ntal n=3 n=4 n=5 n=6 n=2 Electrão Núcleo Menor energia n=1 Estado fundamen Núcleo Menor energia n=1 Estado fundamen Maior energia 8
- 5. 22-11-2009 5 MODELOS DO ÁTOMO … NielsNiels BohrBohr em1913em1913 Fonte: http://www.rsc.org/chemsoc/timeline/timeline.asp MODELOS DO ÁTOMO … http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Models_of_the_Hydrogen_Atom 10
- 6. 22-11-2009 6 - as órbitas interiores apresentam energia mais baixa e à medida que se encontram mais afastadas do núcleo o valor da sua energia é maior; - quando um electrão recebe energia suficiente passa a ocupar uma órbita mais externa (com maior energia) ficando o átomo num estado excitado; - se um electrão passar de uma órbita para uma outra mais interior liberta energia;interior liberta energia; - os electrões tendem a ter a menor energia possível - estado fundamental do átomo. 11 Nível Externo Emissão e absorção de energiaEmissão e absorção de energia Núcleo Nível interno Eletrão Absorção deAbsorção de energiaenergia Emissão de energia Electrão Menor energia Maior energia 12
- 7. 22-11-2009 7 Linhas de emissão noLinhas de emissão no átomo de Hidrogénioátomo de Hidrogénio Contínuo n=4 n=5 n=6 n=∞ L Lγ Lδ Hβ Hγ Hδ n=2 n=3 Lβ Lα Balmer Hα Hβ Pα Paschen Pβ Pγ Pδ Bα Bβ BrackettBrackett Bγ Bδ Núcleo Nível limite externo n=1 Estado fundamental Lyman PfundPfund Fα Fβ Fγ Fδ 1º estado excitado 2º estado excitado 13 Bohr determinou matematicamente a relação existente entre a energia que o electrão poderia assumir e o nível em que se encontrava: ) 1 (10182 18 E − )(1018,2 2 18 n xEn −= 14
- 8. 22-11-2009 8 Falar em orbita implica conhecer SIMULTANEAMENTE e EXACTIDÃO POSIÇÃO ENERGIA DO Mas o modelo atómico deMas o modelo atómico de BohrBohr tem limitações…tem limitações… com EXACTIDÃO, a POSIÇÃO e a ENERGIA DO ELECTRÃO num dado momento. No entanto HeisenbergHeisenberg demonstrou que é impossível determinar simultaneamente, com exactidão a posição e a energia de um electrão (PrincipioPrincipio dada incertezaincerteza dede HeisenbergHeisenberg) 15 MODELOS ACTUAL DO ÁTOMOMODELOS ACTUAL DO ÁTOMO Schrödinger e outros 1913 Modelo Quântico Os electrões movem‐se em torno dos respectivos núcleos sem trajectórias definidassem trajectórias definidas. Apenas se conhece a PROBABILIDADE de um electrão com uma determinada energia se localizar num dado ponto do espaço. 16
- 9. 22-11-2009 9 No Modelo Atómico deNo Modelo Atómico de BohrBohr No Modelo Atómico ActualNo Modelo Atómico Actual O electrão descreve órbitas ÓRBITAÓRBITA:: Linha onde existe a certeza de encontrar o electrão com uma dada energia O electrão ocupa uma orbital ORBITALORBITAL:: Região do espaço onde há probabilidade de encontrar um electrão com uma dada energia. 17 Se fosse possível fotografar em instantes sucessivos o movimento do electrão em volta do núcleo, obteríamos uma imagens semelhante a esta. O electrão com uma dada energia, pode estar mais perto do núcleo ou mais afastado, ocupando mais vezes, determinadas posições no espaço à volta do núcleo do que outras. 18
- 10. 22-11-2009 10 Uma orbital não se consegue visualizar, embora existam várias maneiras de a representar, uma delas é o ModeloModelo dada NuvemNuvem ElectrónicElectrónicaa Maior Menor probabilidade de se encontrar o electrão Maior probabilidade de se encontrar o electrão 19 Mais informação emTIMELINEMais informação emTIMELINE -- RSCRSC Fonte: http://www.rsc.org/chemsoc/timeline/pages/timeline.html