evolução dos modelo s atomicos

1. OBJETIVOS
Ao final da aula o aluno deverá ser capaz de:
Diferenciar os modelos atômicos de Dalton, Thomson,
Rutherford e Bohr.
Perceber que nenhum modelo é definitivo;
Reconhecer a natureza elétrica da matéria;
Perceber que a partir do modelo atômico de Thomson o átomo
não era mais considerado indivisível;
Descrever a experiência de Rutherford.

2. CONTEXTO HISTÓRICO
UM POUCO DA HISTÓRIA DA QUÍMICA
O estudo sobre a constituição da matéria nasceu por volta do século V a.C, na Grécia, com
as especulações filosóficas de pensadores. Um desses filósofos, de nome Empédocles,
imaginou que toda matéria era formada por quatro elementos: água, terra, fogo e ar.
Na época, acreditava-se que a união desses símbolos representaria a obra de uma (mente
superior), ou seja, toda a natureza seria formada pela combinação desses quatro
elementos em diferentes proporções.
Por volta de 400 a.C, os Filósofos Leucipo e Demócrito elaboraram conceitos, segundo a
qual toda matéria era constituída por pequenas partículas indivisíveis, denominadas
ÁTOMOS.
Os átomos eram partículas tão pequenas que não podiam ser vistas, idênticas em sua
composição, mas diferentes no tamanho e na forma, e diferentes propriedades dos
corpos seriam explicadas pelas diferenças de tamanho, forma e movimentos dos átomos.

3. MODELO ATÔMICO DE DALTON
Dalton (1766 - 1844)
Esquema do átomo de Dalton
As principais características do modelo atômico de Dalton
podem ser resumidas da seguinte forma:
I – Os átomos são esféricos, maciços e indivisíveis (bola de
bilhar);
II – Os átomos de elementos diferentes são esferas com
massas e tamanhos diferentes.
Átomos de diferentes
tamanhos, modelo proposto
por Dalton, sendo o menor
deles o átomo de hidrogênio.
Hidrogênio / Oxigênio / Bromo

4. MODELO ATÔMICO DE DALTON
Utilizando seu modelo, Dalton estabeleceu os postulados a seguir:
 Todas as substâncias são constituídas de minúsculas partículas, denominadas átomos.
Os átomos não podem ser criados nem destruídos e em uma reação são apenas
rearranjados. Cada substância é constituída de um único tipo de átomo.
 Um conjunto de átomos com as mesmas massas e tamanhos apresentam as mesmas
propriedades e constitui um elemento químico.
 A combinação de átomos de elementos diferentes, numa proporção de números
inteiros, origina substâncias diferentes.
 Todos os átomos de uma mesma substância são idênticos na forma, no tamanho, na
massa e nas demais propriedades; átomos de substâncias diferentes possuem forma,
tamanho, massa e propriedades diferentes. A massa de um “átomo composto” é igual
à soma das massas de todos os “átomos simples” componentes.

5. Para Dalton, cada átomo seria uma partícula extremamente pequena,
maciça, indivisível e eletricamente neutra.
MODELO ATÔMICO DE DALTON

6. A DESCOBERTA DO ELÉTRON (e-)
Gases muito rarefeitos (isto é, em pressões baixíssimas) em ampolas de vidro, ao serem
submetidos a voltagens elevadíssimas, apareceram emissões que foram denominadas
RAIOS CATÓDICOS. Quando submetidos a um campo elétrico uniforme e externo,
gerado por duas placas paralelas e carregadas, esses raios sempre se desviam na
direção e no sentido da placa com carga que positiva, o que prova que os raios catódicos
são negativos.
Independente do gás o desvio e o
mesmo. Concluíram que os raios
catódicos (partículas negativas)
existem em toda e qualquer
matéria. Essas partículas foram
denominadas ELÉTRONS.

8. MODELO ATÔMICO DE J. J. THOMSON
Joseph John Thomson
(1856 – 1940).
Thomson, trabalhando com
raios catódicos, concluiu que
eles eram parte integrante de
toda espécie de matéria e os
denominou elétrons (partículas
com cargas negativas), pois
estas eram atraídas pelo polo
positivo.
Modelo atômico de
Thomson
O modelo atômico de Thomson se assemelha a um
“pudim de passas”, pois o modelo propunha que o átomo
fosse maciço, esférico, formado por um fluido com carga
positiva no qual estavam dispersos os elétrons.

9. MODELO ATÔMICO DE J. J. THOMSON
Mas havia outros pontos a considerar:
 As cargas positivas conhecidas, isto é, os raios canais e as partículas alfa, tinham uma
massa muito grande em relação à massa dos elétrons. Essa observação experimental
levava à conclusão de que a maior parte da massa do átomo era devida às partículas
positivas.
 A matéria é eletricamente neutra e os elétrons possuem carga negativa; logo, o átomo
deve possuir o equivalente de elétrons em carga positiva para que a carga total seja
nula.
 A matéria eventualmente adquire carga elétrica. Isso significa que os elétrons não
ficam totalmente fixados no átomo, sendo este podendo ser transferido de uma
substância para outra.
 Os átomos NÃO são maciços e indivisíveis, conforme mostra o fenômeno da
RADIOATIVIDADE.

11. A DESCOBERTA DO PRÓTON (p+)
Em 1886, o físico alemão Eugen Goldstein (1850-1930) descobriu um tipo de raio
utilizando uma ampola de Crookes modificada. Sub ação de um campo elétrico externo,
os raios canais desviam-se em direção à placa negativa. Logo concluíram que essas
partículas possuíam carga positiva.
Em 1904 Rutherford realizou o mesmo experimento com o gás hidrogênio e detectou a
presente de uma partícula ainda menor e positiva recebendo o nome PRÓTON e com
uma massa aproximadamente 1836 vezes maior que a massa do elétron.
Parte iluminada com
acúmulo de partículas
com carga positiva.

12. Ernest Rutherford
(1871 - 1937)
Rutherford ficou muito conhecido pelos seus estudos sobre
Radioatividade e pela condução de um experimento para verificar se
os átomos eram realmente maciços, para isso, bombardeou uma fina
folha de ouro com partículas alfa (α) emitidas pelo elemento químico
polônio (radioativo), que apresentam carga positiva, como projéteis.
Para entender o interior dos átomos Rutherford teve a seguinte
imaginação!
O MODELO ATÔMICO DE ERNEST RUTHERFORD
“Ao atirarmos em um caixote de madeira fechado, cujo o conteúdo desconhecemos, e as
balas ricochetearem, não atravessando o caixote, concluiremos que dentro do caixote,
terá um material muito maciço, mas se as balas atravessarem, chegaremos a conclusão
de que ele deve está vazio, ou contém materiais leves. Porém se parte das balas passar e
parte ricochetear, concluiremos que há os dois tipos de materiais dentro do caixote.
Quanto mais balas passarem, menos material pesado deve existir em seu interior”.

13. O EXPERIMENTO DE RUTHERFORD COM A FOLHA DE OURO
Placa circular
recoberta
internamente
com material
fluorescente
(sulfeto de zinco)
Folha de ouro,
finíssima com
espessura de dez
mil átomos, cerca
de 0,0001 cm.

14. CONCLUSÕES DO EXPERIEMENTO DE RUTHERFORD
Após o experimento foi concluído que:
 A maioria das partículas (α) atravessava a lâmina de ouro sem sofrer desvios e sem
provocar alterações na lâmina;
 Uma pequena quantidade de partículas não atravessava a lâmina era repelida e
outras sofriam desvios significativos.
 Como a maioria das partículas (α) atravessava a lâmina de ouro sem sofrer desvio,
a maior parte do átomo deveria ser um vazio. Neste espaço vazio, denominado
eletrosfera estariam localizados os elétrons.
 O ricocheteamento de poucas partículas indica que no átomo deve existir uma
pequena região maciça, denominada núcleo, onde estaria concentrada a massa do
átomo.

15.  Como uma minoria sofria desvios significativos em sua trajetória o núcleo do
átomo deve ser pequeno e positivo, e como as partículas alfa possuem carga
também positiva era repelido pelo núcleo do átomo.
 Comparando o número de partículas (α) que atravessam a lâmina com o número
de partículas que ricocheteiam, o diâmetro do núcleo deve ser de 10000 ou
100000 vezes menor que o diâmetro do átomo.
CONCLUSÕES DO EXPERIEMNTO DE RUTHERFORD

16. O ÁTOMO DE ERNEST RUTHERFORD
MODELO PLANETÁRIO

17. A DESCOBERTA DO NÊUTRON (n)
Se o núcleo atômico é formado por partículas positivas, por que essas partículas não se
repelem e o núcleo não desmorona?
A resposta veio em 1932, quando o cientista James Chadwick verificou que o núcleo do
elemento berílio radioativo emite partículas sem carga elétrica e de massa praticamente
igual a massa dos prótons. Essa partícula foi denominada NÊUTRON. De certa maneira,
os nêutrons “isolam” os prótons, evitando suas repulsões e desmoronamento” do núcleo.
Representação de um átomo contendo suas
partículas básicas.
ELÉTRONS  CINZA
PRÓTONS VERMELHO
NÊUTRONS  AZUL
OBS: Cores fantasias

18. Novos estudos foram feitos visando estabelecer as relações entre as massas
e as intensidades das cargas elétricas dos prótons, nêutrons e elétrons.
AS PARTÍCULAS ELEMENTARES
Partícula Massa (relativa) Carga Elétrica (Relativa)
Próton 1 + 1
Nêutron 1 0
Elétron (1836 vezes menor que 1)* - 1
*Observe que a massa de um elétron é cerca de 1.836 vezes menor que a de um
próton ou de um nêutron. A massa em grama de um único elétron é
aproximadamente:
9,1 x 10-28g ou seja, 0,00000000000000000000000000091 g
Massa do Próton ≈ 1,67 x 10-24g
Massa do Nêutron ≈ 1,67 x 10-24g

19. O MODELO ATÔMICO DE ERNEST RUTHERFORD-BOHR
O modelo atômico de Rutherford mesmo
explicando vários fenômenos da matéria
tinha algumas deficiências. De fato,
Rutherford foi obrigado a admitir que os
elétrons giravam ao redor do núcleo, pois,
sem movimento, os elétrons (que são
negativos) seriam atraídos pelo núcleo (que
é positivo); consequentemente, iriam de
encontro ao núcleo, e o átomo se
“desmontaria” — mas essa ocorrência
nunca foi observada.
O elétron partícula negativa perderia
energia durante o movimento circular até
se chocar com o núcleo positivo.

20. MODELO ATÔMICO DE ERNEST RUTHERFORD-BOHR
 Cada um dessas camadas (níveis), tem um valor determinado de energia;
 Movendo-se em uma órbita estacionária, o elétron não emite nem absorve energia;
 Ao receber energia um elétron salta de uma órbita estacionária para outra, nesse
sentido dizemos que o elétron foi excitado (seguida de uma transição eletrônica) e
quando o elétron volta para a sua camada inicial, ele emite (fóton), ou um quantum
de energia.
Niels Bohr (1885 –
1962)
O cientista dinamarquês Niels Bohr aprimorou, em 1913, o modelo
atômico de Rutherford, utilizando a teoria de Max Planck. Em 1900,
Planck já havia admitido a hipótese de que a energia não seria
emitida de modo contínuo, mas em “pacotes”. A cada “pacote de
energia” foi dado o nome de quantum.
Surgiram, assim, os chamados postulados de Bohr:
 Os elétrons se movem ao redor do núcleo em um número limitado
de órbitas bem definidas, que são denominadas órbitas
estacionárias, camadas ou níveis; (K, L, M...).

21. MODELO ATÔMICO DE ERNEST RUTHERFORD-BOHR

22. Acompanhando a figura anterior, verifique
que: quando o elétron volta da órbita
número 4 para a de número 1, ele emite luz
de cor azul; da 3 para a 1, produz luz verde;
e, da 2 para a 1, produz luz vermelha.
O modelo de Bohr explica o fenômeno da luz,
cada orbita suporta uma quantidade fixa de
elétrons. Assim, ao modelo atômico de
Rutherford, corrigido pelas ponderações de
Bohr, foi dado o nome de modelo atômico de
Rutherford-Bohr (1913).
MODELO ATÔMICO DE ERNEST RUTHERFORD-BOHR

23. ELEMENTOS E SUAS RESPECTIVAS CORES
Fio de Platina
Teste da
chama

24. TESTE DA CHAMA
Teste da chama com sódio... com potássio... com estrôncio... com bário...
OS FOGOS DE ARTIFÍCIO:
 Para se ter fogos de artifício coloridos, os fabricantes misturam à pólvora com os elementos químicos apropriados.
 A cor que um elemento dá aos fogos de artifício é a mesma que ele tem no teste da chama, no momento da explosão,
a energia excita os elétrons, quando retornam para a camada inicial, emitem sua luz característica.
 Para obter a cor laranja, por exemplo, adicionam sódio. Para conseguir o vermelho-carmim, colocam estrôncio.
Quando querem o azul-esverdeado, usam o cobre. Desejando o verde, empregam bário.

26. Questões comentadas
01. Thomson determinou, pela primeira vez, a relação entre a massa e a
carga do elétron, o que pode ser considerado como a descoberta do elétron.
É reconhecida como uma contribuição de Thomson ao modelo atômico,
a. o átomo ser indivisível.
b. a existência de partículas subatômicas.
c. os elétrons ocuparem níveis discretos de energia.
d. os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo.
e. o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma eletrosfera.

27. Questões comentadas
02. Rutherford, ao fazer incidir partículas radioativas em lâmina metálica de
ouro, observou que a maioria das partículas atravessava a lâmina, algumas
desviavam e poucas refletiam. Identifique, dentre as afirmações a seguir,
aquela que não reflete as conclusões de Rutherford sobre o átomo.
a. No átomo há grandes espaços vazios.
b. No centro do átomo existe um núcleo pequeno e denso.
c. O núcleo do átomo tem carga positiva.
d. Os átomos são esferas maciças e indestrutíveis.
e. Os elétrons giram ao redor do núcleo para equilibrar a carga positiva.

28. 03. O átomo, na visão de Thomson, é constituído de:
a. níveis e subníveis de energia.
b. cargas positivas e negativas.
c. núcleo e eletrosfera.
d. grandes espaços vazios.
e. orbitais.
Questões comentadas
04. Com relação à experiência de Rutherford, é errado afirmar:
a. que algumas partículas alfa retrocediam ao se chocar contra a película de metal.
b. que o núcleo do átomo deveria ser muito pesado.
c. que há grandes espaços vazios no átomo.
d. que ocorriam desvios de partículas alfa ao atravessarem películas metálicas.
e. que os elétrons ocupam orbitas circulares cada qual com determinado nível de energia.

29. Questões comentadas
05. O modelo atômico que suscitou a ideia de átomo com estrutura elétrica foi o:
a. de Dalton.
b. do átomo planetário de Rutherford.
c. de Bohr.
d. da mecânica ondulatória.
e. de Thomson.