HISTRIA DO ATOMISMO Parmnides de Elia (cerca de 530 a.C. - 460 a.C.) nasceu em Elia, hoje Vlia, Itlia. Foi o fundador da escola eletica. O pensamento de Parmnides Seu pensamento est exposto num poema filosfico intitulado Sobre a Natureza, dividido em duas partes distintas: uma que trata do caminho da verdade (altheia) e outra que trata do caminho da opinio (dxa), ou seja, daquilo onde no h nenhuma certeza. De modo simplificado, a doutrina de Parmnides sustenta o seguinte: Unidade e a imobilidade do Ser; O mundo sensvel uma iluso; O Ser Uno, Eterno, No-Gerado e Imutvel. Tales de Mileto (em grego ) foi o primeiro filsofo ocidental de que se tem notcia. Ele o marco inicial da filosofia ocidental. De ascendncia fencia, nasceu em Mileto, antiga colnia grega, na sia Menor, atual Turquia, por volta de 624/625 a.C. e faleceu aproximadamente em 556 ou 558 a.C.. Tales apontado como um dos sete sbios da Grcia Antiga. Alm disso, foi o fundador da Escola Jnica. Considerado, tambm, o primeiro filsofo da "physis"(natureza), porque outros, depois dele, seguiram seu caminho buscando o princpio natural das coisas. Tales considerava a gua como sendo a origem de todas as coisas. E seus seguidores, embora discordassem quanto substncia primordial (que constitua a essncia do universo), concordavam com ele no que dizia respeito existncia de um princpio nico" para essa natureza primordial. Entre os principais discpulos de Tales de Mileto merecem destaque: Anaxmenes que dizia ser o "ar" a substncia primria; e Anaximandro, para quem os mundos eram infinitos em sua perptua inter-relao. No Naturalismo esboou o que podemos citar como os primeiros passos do pensamento Terico evolucionista: "O mundo evoluiu da gua por processos naturais", aproximadamente 2460 anos antes de Charles Darwin. Sendo seguido por Empdocles de Agrigento na mesma linha de pensamento evolutivo: "Sobrevive aquele que est melhor capacitado". Anaximandro de Mileto (609/610 a.C. - c. 546 a.C.) foi um filsofo pr-Socrtico. Discpulo de Tales. Anaximandro acreditava que o princpio de tudo uma coisa chamada peiron, que algo infinito, tanto no sentido quantitativo (externa e espacialmente), quanto no sentido qualitativo (internamente). Esse a-peiron algo insurgido (no surgiu nunca, embora exista) e imortal. Alm de definir o princpio, Anaximandro se preocupa com os "comos e porqus" das coisas todas que saem do princpio. Ele diz que o mundo constitudo de contrrios, que se auto-excluem o tempo todo. O tempo o "juiz" que permite que ora exista um, ora outro. 1

Por isso, o mundo surge de duas grandes injustias: primeiro, da ciso dos opostos que "fere" a unidade do princpio; segundo, da luta entre os princpios onde sempre um deles quer tomar o lugar do outro para poder existir. Anaxmenes de Mileto (585-528 a.C.) concordava com Anaximandro quanto ao apeiron, e com as caractersticas desse princpio apontadas por Anaximandro. Mas postulou que esse a-peiron fosse o Ar. Foi discpulo e continuador da escola Jnica e escreveu sua obra: Sobre a Natureza, tambm em prosa. Dedicou-se especialmente meteorologia. Foi o primeiro a afirmar que a luz da Lua proveniente do Sol. Enquanto Tales sustentava a idia de que a gua o bloco fundamental de toda a matria, Anaxmenes dizia que tudo provm do Ar e retorna ao Ar. Era inquieto. Adgio de Anaxmenes: "Exatamente como a nossa alma, o ar mantm-nos juntos, de forma que o sopro e o ar abraam o mundo inteiro..." Leucipo de Mileto (nascimento: cerca de 500 a.C.), filsofo grego. Tradicionalmente, Leucipo considerado o mestre de Demcrito de Abdera e, talvez, o verdadeiro criador do atomismo (segundo a tese de Aristteles). De sua vida, praticamente nada conhecido. No h certeza sequer sobre seu local da nascimento (alguns acreditam que possa ter sido Abdera ou Elia) Especula-se que fosse mais novo que Parmnides de Elia e parece ter sido contemporneo de Anaxgoras de Clazmenas e de Scrates. Do ponto de vista terico, possvel traar uma ascendncia ao pensamento de Melisso de Samos e Zeno de Elia. A tradio lhe atribui a autoria de um nico livro intitulado A grande ordem do mundo. Talvez tenha escrito um segundo livro, que teria se chamado Sobre o esprito, mas este escrito pode ter sido apenas um captulo da obra anterior. Demcrito de Abdera (cerca de 460 a.C. - 370 a.C.) tradicionalmente considerado um filsofo pr-socrtico. Cronologicamente um erro, j que foi contemporneo de Scrates. Do ponto de vista doutrinrio, contudo, faz algum sentido consider-lo prsocrtico, pois seu pensamento ainda fortemente influenciado pela problemtica da physis. Demcrito foi discpulo e depois sucessor de Leucipo de Mileto. A fama de Demcrito decorre do fato de ele ter sido o maior expoente da teoria atmica ou do atomismo. De acordo com essa teoria, tudo o que existe composto por elementos indivisveis chamados tomos (e da que vem a palavra tomo, que em grego significa "a", negao e "tomo", divisvel. tomo= indivisvel). No h certeza se a teoria foi concebida por ele ou por seu mestre Leucipo, e a ligao estreita entre ambos dificulta a identificao do que foi pensado por um ou por outro. Todavia, parece no haver dvidas de ter sido Demcrito quem de fato sistematizou o pensamento e a teoria atomista. Uma clebre frase de Demcrito : "Tudo que existe no universo fruto do acaso e da necessidade" 2

Empdocles (em grego ) (Agrigento, 495/490 - 435/430 aC) foi um filsofo, mdico, legislador, professor, mstico alm de profeta, foi defensor da democracia e sustentava a idia de que o mundo seria constitudo por quatro princpios: gua, ar, fogo e terra. Tudo seria uma determinada mistura desses quatro elementos, em maior ou menor grau, e seriam o que de imutvel e indestrutvel existiria no mundo. Para Empdocles, duas foras fundamentais responsveis pela manuteno do universo: O AMOR que unia os elementos (razes) e o DIO que os separava. A morte para ele era simplesmente a desagregao dos elementos. Segundo ele, todos ns fazamos parte do todo que se renovava em ciclos; reunindo-se (nascimento) e separandose (morte). Seu pensamento influenciar os pensadores da escola atomista. No Naturalismo esboou o que podemos citar como os primeiros passos do pensamento Terico Evolucionista: "Sobrevive aquele que est melhor capacitado", aproximadamente 2460 anos antes de Charles Darwin. Tendo seguido Tales de Mileto na mesma linha de pensamento evolutivo: "O mundo evoluiu da gua por processos naturais". John Dalton, em 1803, props uma teoria que explicava as leis da conservao de massa e da composio definida, a chamada Teoria Atmica de Dalton. Essa teoria foi baseada em diversos experimentos e apontou as seguintes concluses: 1. Toda matria formada de partculas fundamentais, os tomos. 2. Os tomos no podem ser criados e nem destrudos, eles so permanentes e indivisveis. 3. Um composto qumico formado pela combinao de tomos de dois ou mais elementos em uma razo fixa. 4. Os tomos de um mesmo elemento so idnticos em todos os aspectos, j os tomos de diferentes elementos possuem propriedades diferentes. Os tomos caracterizam os elementos. 5. Quando os tomos se combinam para formar um composto, quando se separam ou quando acontece um rearranjo so indcios de uma transformao qumica. Resumindo: Dalton acreditava que o tomo era uma esfera macia, homognea, indestrutvel, indivisvel e de carga eltrica neutra. Se fizermos uma comparao, os tomos seriam semelhantes a bolinhas de gude: macias e esfricas. Muitas dessas teorias so aceitas at hoje, mas algumas j so ultrapassadas, vejamos porque: Os elementos qumicos so formados por pequenas partculas denominadas tomos Vlido at hoje. 3

Os tomos so partculas macias e indivisveis - Incorreto, pois o tomo descontnuo e divisvel. Os tomos de um mesmo elemento tm massas iguais e os tomos de elementos diferentes tm massas diferentes - Incorreto, devido existncia de istopos, todos os tomos de um elemento no tm a mesma massa. Os tomos dos elementos permanecem inalterados nas reaes qumicas - Vlido at hoje. Inclusive essa definio explica bem porque a massa conservada nas reaes qumicas. Os compostos so formados pela ligao dos tomos dos elementos em propores fixas - Correto. Essa a Lei da composio definida, ela explica porque cada composto caracterizado por propores fixas. Cada tomo de um dado elemento tem a mesma massa, sendo assim, a composio deve ser sempre a mesma. Max Karl Ernst Ludwig Planck (Kiel, 23 de Abril de 1858 - Gttingen, 4 de Outubro de 1947) foi um fsico alemo, considerado o pai da teoria quntica. Em 1899, descobriu uma nova constante fundamental, chamada posteriormente em sua homenagem Constante de Planck, e que usada, por exemplo, para calcular a energia do fton. Um ano depois, descobriu a lei da radiao trmica, chamada Lei de Planck da Radiao. Essa foi a base da teoria quntica, que surgiu dez anos depois com a colaborao de Albert Einstein e Niels Bohr. De 1905 a 1909, Planck atuou como diretorchefe da Deutsche Physikalische Gesellschaft (Sociedade Alem de Fsica). Como consequncia do nascimento da Fsica Quntica, foi premiado em 1918 com o Prmio Nobel de Fsica. De 1930 a 1937, Planck foi o presidente da Kaiser-WilhelmGesellschaft zur Frderung der Wissenschaften (KWG, Sociedade para o Avano da Cincia do Imperador Guilherme). Segundo Planck, a Energia recebida ou perdida por um sistema em pacotes; cada pacote recebe o nome de quantum. Logo, o quantum o pacote fundamental de energia . E = h. onde: E = Quantidade de Energia; h = Constante de Planck; = Freqncia Joseph John Thomson, em 1897, formulou a teoria segundo a qual a matria, independente de suas propriedades, contm partculas de massa muito menores que o tomo do hidrognio. Inicialmente denominou-as de corpsculos, depois conhecidas como eltrons. A demonstrao se deu ao comprovar a existncia daqueles corpsculos nos raios catdicos disparados na ampola de crookes (um tubo que continha vcuo), depois da passagem da corrente eltrica. Atravs de suas experincias, Thomson concluiu que a matria era formada por um modelo atmico diferente do modelo atmico de Dalton: uma esfera de carga positiva continha corpsculos (eltrons) de carga negativa distribudos uniformemente semelhana de um pudim de passas. 4

O "modelo atmico do pudim com passas", substituiu ento ao "modelo da bola de bilhar", mas no eliminou totalmente as dedues de Dalton, apenas foram acrescentadas mais informaes. Grande parte das teorias de Thomsom esto em sua obra Conduction of Electricity Through Gases (1903; Conduo de eletricidade atravs dos gases). Ernest Rutherford (1871 - 1937) foi premiado com o Prmio Nobel da Qumica em 1908 pelas suas investigaes sobre a desintegrao dos elementos e a qumica das substncias radioactivas. Dirigiu o Laboratrio Cavendish desde 1919 at sua morte. Pode dizer-se que Rutherford foi o fundador da Fsica Nuclear. Distinguiu os raios alfa e beta e introduziu o conceito de ncleo atmico. Bombardeando uma chapa metlica com partculas alfa, Rutherford percebeu que apenas uma pequena frao dessas sofria desvio de trajetria, com isto concluiu que as partculas que no se desviavam no encontravam no metal obstculo que causasse a deflexo de sua trajetria; desta forma criou um modelo atmico no qual os eltrons giravam em torno do ncleo atmico, que considerou a regio central do tomo onde havia a maior parte da massa atmica. O modelo se baseava em rbitas eletrnicas, isto comparveis um sistema planetrio, Rutherford chegou concluso que a maior parte do tomo se encontra vazia, estando praticamente a totalidade de sua massa no ncleo, este sendo em torno de dez mil vezes menor que o tomo. A teoria orbital de Rutherford encontrou uma dificuldade terica resolvida por Niels Bohr: no momento em que temos uma carga eltrica negativa composta pelos eltrons girando ao redor de um ncleo de carga positiva, este movimento gera uma perda de energia devido a emisso de radiao constante. Num dado momento, os eltrons deveriam se aproximar do ncleo num movimento em espiral at cair sobre ele. Em 1911, Niels Bohr publicou uma tese que demonstrava o comportamento eletrnico dos metais. Na mesma poca, foi trabalhar com Ernest Rutherford em Manchester, Inglaterra. L obteve os dados precisos do modelo atmico, que iriam lhe ajudar posteriormente. Em 1913, observando as dificuldades do modelo de Rutherford, Bohr intensificou suas pesquisas visando uma soluo terica. Em 1916, Niels Bohr retornou para Copenhague para atuar como professor de fsica. Continuando suas pesquisas sobre o modelo atmico de Rutherford. Em 1920, nomeado diretor do Instituto de Fsica Terica, Bohr acabou desenvolvendo um modelo atmico que unificava a teoria atmica de Rutherford e a teoria da mecnica quntica de Max Planck. Sua teoria consistia que ao girar em torno de um ncleo central, os eltrons deveriam girar em rbitas especficas com nveis energticos bem definidos. Que poderia haver a

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emisso ou absoro de pacotes discretos de energia chamados de quanta ao mudar de rbita. Realizando estudos nos elementos qumicos com mais de dois eltrons, concluiu que se tratava de uma organizao bem definida em camadas. Descobriu ainda que as propriedades qumicas dos elementos eram determinadas pela camada mais externa. Bohr enunciou o princpio da complementaridade, segundo o qual um fenmeno fsico deve ser observado a partir de dois pontos de vista diferentes e no excludentes. Observou que existiam paradoxos onde poderia haver o comportamento de onda e de partcula dos eltrons, dependendo do ponto de vista. Essa teoria acabou por se transformar na hiptese proposta por Louis Broglie (Louis Victor Pierre Raymond, stimo duque de Broglie) onde todo corpsculo atmico pode comportar-se de duas formas, como onda e como partcula. Postulados de Bohr 1 Os eltrons descrevem, ao redor do ncleo, rbitas circulares com energia fixa e determinada. Tais rbitas so chamam-se rbitas estacionrias. 2 Os eltrons movimentam-se nas rbitas estacionrias e, nesse movimento, no emitem energia espontaneamente. 3 Quando um eltron recebe energia suficiente do exterior, ele salta para outra rbita. Aps receber essa energia, o eltron tende a voltar para a sua rbita original, devolvendo a energia recebida. A energia recebida e devolvida igual a diferena das energias das rbitas em que o salto ocorre. Erecebida = Edevolvida Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld (Knigsberg, 5 de Dezembro de 1868 Munique, 26 de abril de 1951). Adimitiu que os eltrons, alm das rbitas circulares, descrevem tambem rbitas elpticas ao redor do ncleo.

O modelo atmico atualErwin Schrodinger (Teoria da Mecnica ondulatria Definiu o conceito de ORBITAL, regio do espao ao redor do ncleo em que muito grande a probabilidade de se localizar o eltron), Louis Victor de Broglie e Werner Heisenberg, reunindo os conhecimentos de seus predecessores e contemporneos, acabaram por desenvolver uma nova teoria do modelo atmico, alm de postular uma nova viso, chamada de mecnica ondulatria. Fundamentada na hiptese proposta por Broglie onde todo corpsculo atmico pode comportar-se como onda e como partcula, Heisenberg, em 1925, postulou o princpio da incerteza. A idia de rbita eletrnica acabou por ficar desconexa, sendo substituda pelo conceito de probabilidade de se encontrar num instante qualquer um dado eltron numa determinada regio do espao. 6

O tomo deixou de ser indivisvel como acreditavam filsofos gregos antigos. O modelo atmico portanto, passou a se constituir na verdade, de uma estrutura complexa. sabido que os eltrons possuem carga negativa, massa muito pequena e que se movem em rbitas ao redor do ncleo atmico. O ncleo atmico situado no centro do tomo e constitudo por prtons que so partculas de carga positiva, cuja massa aproximadamente 1.837 vezes superior a massa do eltron, e por nutrons, partculas sem carga e com massa ligeiramente superior dos prtons. O tomo eletricamente neutro, por possuir nmeros iguais de eltrons e prtons. O nmero de prtons no tomo se chama nmero atmico, este valor utilizado para estabelecer o lugar de um determinado elemento na tabela peridica. A tabela peridica uma ordenao sistemtica dos elementos qumicos conhecidos. Cada elemento se caracteriza por possuir um nmero de eltrons que se distribuem nos diferentes nveis de energia do tomo correspondente. Os nveis energticos ou camadas, so denominados pelos smbolos K, L, M, N, O, P e Q. Cada camada possui uma quantidade fixa de eltrons. A camada mais prxima do ncleo K, comporta somente dois eltrons; a camada L, imediatamente posterior, oito, e assim sucessivamente. Os eltrons da ltima camada (mais afastados do ncleo) so responsveis pelo comportamento qumico do elemento, por isso so denominados eltrons de valncia. O nmero de massa equivalente soma do nmero de prtons e nutrons presentes no ncleo. O tomo pode perder eltrons, carregando-se positivamente, chamado de on positivo (ction). Ao receber eltrons, o tomo se torna negativo, sendo chamado on negativo (nion). O deslocamento dos eltrons provoca uma corrente eltrica, que d origem a todos os fenmenos relacionados eletricidade e ao magnetismo. No ncleo do tomo existem duas foras de interao a chamada interao nuclear forte, responsvel pela coeso do ncleo, e a interao nuclear fraca, ou fora forte e fora fraca respectivamente. As foras de interao nuclear so responsveis pelo comportamento do tomo quase em sua totalidade.

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As propriedades fsico-qumicas de um determinado elemento so predominantemente dadas pela sua configurao eletrnica, principalmente pela estrutura da ltima camada, ou camada de valncia. As propriedades que so atribudas aos elementos na tabela, se repetem ciclicamente, por isso se denominou como tabela peridica dos elementos. Os istopos so tomos de um mesmo elemento com mesmo nmero de prtons, mas quantidade diferente de nutrons. Os istonos so tomos que possuem o mesmo nmero de nutrons Os Isbaros so tomos que possuem o nmero de massa Atravs da radioatividade alguns tomos atuam como emissores de radiao nuclear, esta constitui a base do uso da energia atmica.

____________________________________________________________ ConceitosMatria = Tudo aquilo que ocupa lugar no espao e possui massa. Energia = Tudo aquilo que pode modificar a matria, provocar ou anular movimentos e, ainda, causar sensaes. A matria e a Energia no podem ser criadas nem destrudas; podem somente ser transformadas. Lei da Conservao das Massas de Lavoisier

Estrutura da MatriaToda matria formada por partculas extremamente pequenas, os tomos. Segundo as idias de Rutheford e de Bohr, o tomo um sistemadescontnuo (predominncia de espaos vazios) formado por uma regio extremamente pequena e pesada, dotada de cargas eltricas positivas. Tal regio recebe o nome de ncleo, em torno da qual, guardando uma certa distncia, giram diminutas partculas dotadas de carga eltrica negativa, constituindo uma outra regio denominada eletrosfera.

Desse modo, temos: Ncleo = Regio constituda basicamente por dois tipos de partculas: os prtons e os nutrons. Eletrosfera = Regio constituda por um nico tipo de partcula: os eltrons. Prton = Partculas que apresentam massa, e so dotadas de carga eltrica positiva. Nutron = Partculas que apresentam massa praticamenteigual dos prtons e no possuem carga eltrica. Eltrons = Partculas que apresentam massa extremamente reduzida, dotadas de carga eltrica negativa e de valor absoluto igual a dos prtons. 8

Partculas Prton Nutron Eltron

Carga Relativa +1 0 -1

Massa Relativa 1 1 1/1840

tomo

Ncleo contm prtons e nutrons Eletrosfera contem eltrons

Carga do Eltron = - 1,6.10-19C Massa do Prton = 1,67.10-27 kg

Nmero Atmico e Nmero de MassaOs tomos diferem entre si pela quantidade de prtons, nutrons e eltrons.

tomo de Hidrognio 1 prton Nenhum nutron 1 eltron

tomo de Hlio 2 prtons 2 nutrons 2 eltrons

tomo de Urnio 92 prtons 146 nutrons 92 eltrons

Est comprovado que me qualquer tomo a quantidade de prtons (+) igual quantidade de eltrons (-), o que nos leva a dizer que o tomo um sistema eletricamente neutro. O que determina a identificao dos tomos a quantidade de prtons e de nutrons. Nmero Atmico = o nmero correspondente carga nuclear, ou seja, o nmero de prtons existentes no ncleo. Z=p=e p = N de Prtons e = N de Eltrons Onde: Z = N Atmico O tomo de Sdio (Na) possui 11 prtons no ncleo. Logo o seu nmero atmico 11. 9

p = 11 Z = 11

Z=p=e

Z = 11 = e

Nmero de Massa = o nmero correspondente soma das quantidades de prtons e de nutrons existentes no ncleo. p = N de prtons Onde: A=n+p n = N de nutrons A = N de Massa O tomo de Sdio (Na) possui 11 prtons e 12 nutrons. Logo, seu nmero de massa 23. p = 11 n = 12 A=n+p A = 11 + 12 A = 23

Representao do tomo: ou O Nmero Atmico (Z) caracteriza o elemento; O Nmero Atmico (Z) e o nmero de massa (A) caracterizam o tomo. _____________________________________________________________________ Elemento qumico = o conjunto de tomos de mesmo nmero atmico. Ex: Carbono, Hlio, Ferro, Oxignio, Ouro. Smbolo = a representao grficada classe de tomos que constitui esse elemento. Ex: Carbono (C), Hlio (He), Ferro (Fe), Oxignio (O), Ouro (Au). Massa atmica = Corresponde ao nmero de massa do tomo, e pode ser tambm conhecida como Peso Molecular (Pm). Istopos = So tomos de mesmo nmero atmico (mesmo elemento) e nmero de massa diferentes. Z= e A Ex: 1H1 Hidrognio leve ou prtion: o nico tomo que no possui nutron, sendo constitudo por 1 prton e 1 eltron. 2 1H Hidrognio pesado ou deutrio. 3 1H Tritrio ou Trtio. Somente para os istopos do Hidrognio existem nomes particulares (prtio, deutrio e trtio). Para os demais elementos os istopos so identificados pelo nome do elemento seguido do respectivo nmero de massa. Carbono 12 8O Oxignio 1616

6C

12

Carbono 13 8O Oxignio 1717

6C

13

6C 8O

14

18

Carbono 14 Oxignio 18

10

Observao = Os istopos participam da constituio de um elemento em percentagens diferentes e fixas. Assim: Hidrognio Oxignio1H 8O1

99,985% 99,759%

1H 8O

2

0,015% 0,037%

1H 8O

3

Traos 0,204%

16

17

18

IsbarosSo tomos de nmeros atmicos diferentes (elementos diferentes) e mesmo nmero de massa. Z e A= Ex: a) 19K40 (Potssio - 40) isbaro de 20Ca40 (Clcio - 40) b) 6C14 (Carbono - 14) isbaro de 7N14 (Nitrognio)

IstonosSo tomos de nmeros atmicos diferentes, nmeros de massas diferentes e que apresentam o mesmo nmero de nutrons. Z , A e n=

Ex: a) 9F19 (Flor - 19) istono de 10Ne20 (Nenio - 20) b) 27Co58 (Cobalto - 58) istono de 28Ni59 (Niquel - 59) ______________________________________________________________________

onsQuando um tomo possui prtons e eltrons em igual nmero, ele est eletricamente neutro. Quando perde ou ganha eltrons, um tomo eletricamente neutro se transforma em um on. O on negativo chamado de nion. O on positivo chamado de ction. Os osn simples so formados por tomos de um nico elemento qumico. Ex: a) 8O ++++++++ carga zero -------b) 12Mg ++++++++++++ -----------8O2-

++++++++ ---------12Mg2+

carga 2 ++++++++++++ carga 2 + ----------

carga zero

Os ons compostos so formados por tomos de elementos qumicos diferentes. 11

Grupo de 1 tomo de nitrognio e 3 tomos de oxignio com 1 eltron a mais no total: nion nitrato, NO31 . Grupo de 3 tomos de hidrognio e 1 tomo de oxignio com falta de 1 eltron no total: ction hidrnio, H3O1+. Observao: Podemos dizer, de um modo geral, que valncia o nmero de eltrons que os tomos de um elemento ganham ou perdem para formar uma substncia estvel.

Classificao dos onsH ons monovalentes, isto , que possuem apenas uma carga eltrica. Existem tambm ons bivalentes ou divalentes (2 cargas), trivalentes (3 cargas) e tetravalente (4 cargas), que podem ser representados de trs formas diferenrtes: Mono = do grego mnos , nico, sozinho, isolado Bi ou di = do grego di, em dois; duas vezes; dois Tri = do latim tri, trs Tetra = do grego tetr-, tetra, quatro

Representao mais utilizada++

Cl1O2Al3+ Pb4+ou

ou ou ou Pb+4

Cl-1 O-2 Al+3 ou

ou ou ou Pb++++

Cl O -Al +++

tomos e ons Isoeletrnicos

O termo isoeletrnico (iso = igual) indica mesma quantidade de eltrons. Um tomo de detreminado elemento qumico pode ser isoeletrnico de vrios ons de elementos qumicos diferentes. Considere por exemplo, o tomo do elemento qumico nenio, cujo nmero atmico 10. Esse tomo possui 10 eltrons e isoeletrnico de todos os ons descritos a seguir, pois possuem tambm 10 eltrons.13Al3+

12Mg

2+

11Na

1+

9F

1-

8O

2-

7N

3-

10Ne

0

[Digite uma citao do documento ou o resumo de uma questo interessante. Voc pode posicionar a caixa de texto em citao.] Ctions com 10 eltrons nions com 10 eltron tomo neutro com 10 eltrons ______________________________________________________________________

Distribuio Eletrnica Diagrama de Energia de Linus Pauling12

O Diagrama de Energia proposto pelo qumico americano Linus Carl Pauling baseado na soma dos nmeros qunticos N + L , e indica a Ordem de Enegia em nveis e subnveis em que os eltrons se distribuem no tomo. Para utilizar o diagrama de Linus Pauling, devemos ter em mente o seguinte critrio: os eltrons distribuem-se no tomo de modo a ocupar o nvel e o subnvel de menor energia disponvel. O aumento de energia indicado no diagrama pelas setas a partir da primeira diagonal. Observao: N representa ao Nmero Quntico Principal ou a Camada onde se encontra o eltron. L representa o Nmero Quntico Secundrio ou o Subnvel onde se encontra o eltron. Diagrama de Linus Pauling Camadas K=2 L=8 M = 18 N = 32 O = 32 P = 18 Q=5 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d104f14 5s2 5p6 5d10 5f14 6s2 6p6 6d10 7s2 7p3 Eltrons Mais Energticos Quando os eltrons se distribuem nos nveis e subnveis de um tomo, eles necessariamente o fazem em Ordem de Energia, que indicada palas setas no diagrama de Linus Pauling. A ordem energtica dos nveis e subnveis obtida pela soma dos nmeros qunticos: N + L (soma das energias potencial e cintica), cuja seqncia indicada pelas setas no diagrama de Linus Pauling.

Eltron de Valncia A Ordem Geomtrica dos nveis e subnveis a seqncia por camadas em que os eltrons ficaram dispostos, no estado fundamental, aps o preenchimentonp diagrama de Linus Pauling. A Ordem Geomtrica termina com os eltrons mais externos do tomo, aqueles que esto no nvel de energia mais externo. O Nvel de Energia Mais Externo de um tomo nos estado fundamental denominado Camada de Valncia. A Camada de Valncia ocupada pelos Eltrons de Valncia. Ex: Ferro (Fe) (Z = 26)26Fe56

:

Z = 26

portanto

e = 26

1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6 (Distribuio em Ordem de Energia) 1s2| 2s2 2p6| 3s2 3p6 3d6| 4s2 (Distribuio em Ordem Geomtrica) 13

O tomo de Ferro possui 2 eltrons de valncia. Bromo (Br) (Z = 35)35Br80

Z = 35 portanto e = 35

1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10,4p5 (Distribuio em Ordem de Energia) 1s2| 2s2 2p6| 3s2 3p6 3d10| 4s2 4p5 (Distribuio em Ordem Geomtrica)

O tomo de Bromo possui 7 eltrons de valncia. Observao = necessrio termos conhecimento de que o eltron para mudar de camada (nvel) tem que adquirir Energia (ganhar Energia) ou perder Energia. A esse fenmeno damos o nome de Salto Quntico.

Exerccios1- Um tomo apresenta 30 prtons e 32 nutrons. Identifique o seu nmero atmico e o seu nmero de massa. Resposta: Z = 30 e A = 62 2- Sabendo que uma tomo apresenta Z = 15 e A = 31, descubra a quantidade de prtons, de nutrons e de eltrons desse tomo. Resposta: p = 15; e = 15 e n = 16 3- Calcule os nmeros de prtons, de eltrons e de nutrons dos seguintes tomos: a) Ferro (Fe): Z = 26 e A = 56 b) Urnio (U): Z = 92 e A = 238 Respostas: a) p = 26; e = 26 e n = 30 c) p = 47; e = 47 e n = 60 c) Prata (Ag): Z = 47 e A = 107 d) Clcio (Ca): Z = 20 e A = 41 b) p = 92; e = 92 e n = 146 d) p = 20; e = 20 e n = 21

4- (UFSC) Os tomos do elemento qumico oxignio, no estado fundamental, devem possuir: 01- eltrons 02- prtons 16- partculas sem carga eltrica 04- molculas 08- nutrons 32- partculas com carga eltrica 64- ons

Resposta: 1 + 2 + 8 + 16 (nutrons) + 32 (prtons e eltrons) = 59 5- Um tomo que possui p eltrons e n nutrons apresenta nmero atmico e de massa, respectivamente, iguais a: a) pn e p b) (p + n) e (p - n) c) p e (p - n) d) p e (p + n) e) p e pn

Resposta: Z = p e A = p + n Alternativa d 14

6- (U. F. Fluminense - RJ) Considerando as espcies qumicas pode-se afirmar que: a) X istopo de Y e isbaro de Z d) X isbaro de Y e istopo de Z Resposta: Alternativa d

17X

35

,

16Y

35

e

17Z

36

,

b) X e Y so istopos c) X e Z so istonos e) X istono de Y e istopo de Z

7- (PUC/Campinas - SP) O silcio, elemento qumico mais abundante na Natureza depois do oxignio, tem grande aplicao na indstria eletrnica. Por outro lado, o enxofre de importncia fundamental na obteno do cido sulfrico (H2SO4). Sabendo-se que o tomo 14Si28 istono de uma das variedades isotpicas do enxofre, 16S, pode-se afirmar que esse tomo de enxofre tem nmero de massa: a) 14 b) 16 c) 30 d) 32 e ) 34

Resposta: A = 30 Alternativa c 8- (UFAC) Dois tomos X e Y so istopos, tais que 3x + 2X7x e 2x + 7Y7x + 2. Os nmeros de massa e de prtons dos tomos X e Y so: a) 17X35 e 17Y17 d) 17X35 e 17Y37 Resposta: Alternativa d 9- Com base nos dados referentes aos tomos A, B e C, apresentados no quadro a seguir, determine os nmeros atmicos e os nmeros de massa desses tomos e verifique quais so istopos. tomo A B C Z 3x 1 x2 2x + 4 A 5x + 4 2x 3 6x n 15 4 16 b) 17X35 e 17Y40 e) 17X38 e 17Y39 c) 17X35 e 17Y38

Resposta: 14A29, 3B7 e 14C30 Os tomos A e C so Istopos. 10- Descubra o nmero de prtons e o de nutrons de um tomo que apresenta nmero atmico (3x + 5), nmero de massa (8x) e nmero de nutrons (6x - 30). Resposta: p = 80 e n = 120 11- Considere o tomo A com nmero atmico 5 e nmero de massa (3x - 5). Esse tomo istono do tomo B, que apresenta nmero de massa (2x + 1) e um prton a mais que A. Determine os nmeros de massa de A e B. Resposta: 5A10 e 6B11 AA = 10 e AB = 11

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12- Um tomo A apresenta X prtons e Y nutrons, enquanto outro tomo B apresenta (X + 1) prtons e (Y - 1) nutrons. Descubra se esses tomos so istopos, isbaros ou istonos. Resposta: So Isbaros 13- (Fatec - SP) os ons Ca2+ e Pb2+ possuem: (Dados: n atmicos: Ca = 20; Pb = 82) a) Mesmo nmero de prtons e eltrons; b) Mesmo nmero de prtons e nutrons; c) Mesma carga nuclear e diferentes massas atmicas; d) Igual soma de nmero de prtons e nutrons; e) Igual diferena entre nmero de prtons e eltrons. Resposta: Alternativa e 14- (Vunesp) O ona) 19 prtons

possui:c) 39 eltrons d) n de massa = 20 e) n atmico = 39

b) 19 nutrons

Resposta: Alternativa a 15- (IME - RJ) Um istopo de iodo usado no tratamento de distrbios da tereide 131 53I . Complete a tabela abaixo relativa a esse istopo:a) Prtons no ncleo ________ b) Nutons no ncleo ________ c) Eltrons em um tomo de I _________ d) Prtons no on I formado pelo istopo ________ e) Eltrons no on I formado pelo istopo ________-

A ordem correta dos valores da tabela, de cima para baixo : a) 53, 78, 53, 53, 54 d) 54,78, 78, 53, 53 Resposta: Alternativa a 16- (Mackenzie - SP) Espcies qumicas simples que apresentam o mesmo nmero de eltrons so chamados de isoeltrnicos. Assim, entre Mg, Na+, Cl , S, K+ e Ar, so isoeletrnicas: (Dados n atmicos Na = 11; Mg = 12; S = 16; Cl = 17; Ar = 18 e K = 19). a) Cl e S-

b) 131, 53, 54, 53, 54 e) 53, 184, 78, 53, 54

c) 131, 54, 131, 53, 132

b) K+, Ar e Cl

-

c) Na+ e Mg

d) Na+ e Cl

-

e) Na+ e K+

Resposta: Alternativa b

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17- (UEBA) O nmero de eltrons do ction X3+ igual ao nmero de prtons do tomo Y, que por sua vez istopo do tomo W, que apresenta nmero atmico e nmero de massa, respectivamente, 36 e 84. O nmero atmico do elemento X : a) 33 b) 36 c) 39 d) 45 e) 51

Resposta: Alternativa c 18- (UFG - GO) O nmero de prtons, nutrons e eltrons representados por , respectivamente: a) 56, 82 e 56 b) 82, 128 e 56 c) 56, 82 e 58 d) 56, 82 e 54 e) 82, 194 e 56

Resposta: Alternativa d 19- (FGV - SP) Um certo on negativo, X3-, tem um nmero total de eltrons igual a 36 e seu nmero de massa 75. Podemos dizer que seu nmero atmico e nmero de nutrons so, respectivamente: a) 36 e 39 b) 36 e 42 c) 33 e 42 d) 33 e 39 e) 36 e 75

Resposta: Alternativa c 20- (Osec - SP) O nmero mximo de eltrons de um tomo com eltrons distribudos em cinco nveis de nergia : Resposta: 54 eltrons 21- (Unifor CE) o tomo de um elemento qumico tem 14 eltrons no terceiro nvel energtico. Seu nmero atmico : Resposta: Z = 26 22- Fornea a configurao eletrnica , segundo o diagrama de Linus Pauling, dos ons a seguir, no estado fundamental, em ordem de energia e em ordem geomtrica. a) Ction titanoso: b) nion iodeto:

Resposta: a) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d2 (Distribuio em Ordem de Energia) 1s2| 2s2 2p6| 3s2 3p6 3d2| 4s2 (Distribuio em Ordem Geomtrica) b) Seguir modelo da letra a 23- (Vunesp - SP) Um tomo tem nmero de massa 31 e 16 nutrons. Qual o nmero de eltrons no seu nvel mais externo? Resposta: 5 eltrons

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24- (UEBA) Um tomo X isbaro de 13Y29 e possui 14 nutrons. O nmero de eltrons no ltimo nvel, que o tomo X possui ? Resposta: 5 eltrons 25- (U. Estcio de S - RJ) O ction trivalente do cobalto (Z = 27) apresenta, nos nveis, qual distribuio eletrnica? a) 2, 8, 15, 2 b) 2, 8, 8, 8, 1 c) 2, 8, 12, 2 d) 2, 8, 17 e) 2, 8, 14 Resposta: Alternativa e 26- (ITE Bauru - SP) Sabendo que o nmero atmico do ferro 26, responda: Na configurao eletrnica do on Fe3+, o ltimo subnvel ocupado e o nmero de eltrons do mesmo so? Resposta: Subnvel 3d e 5 eltrons 27- (PUCC - SP) A gua pesada, utilizada em certos tipos de reatores nucleares, composta por dois tomos de deutrio (1H2) e pelo istopo do oxignio - 16 (8O16). O nmero total de nutrons na molcula da gua pesada ? Resposta: 10 Nutrons 28- (UFRS) O que necessrio acontecer com um tomo para que ele se transforme em um nion (on)? Resposta: Que ele ganhe eltrons 29- (FEI - SP) Um ction metlico trivalente tem 76 eltrons e 118 nutrons. O tomo do elemento qumico, do qual se originou, tem nmero atmico e nmero de massa, respectivamente: a) 76 e 194 b) 76 e 197 c) 79 e 200 d) 79 e 197 e) 79 e 194 Resposta: Alternativa d 30- (Revista Super Interessante Junho/2005) Se a populao cresce, o peso da Terra aumenta? Justifique a sua resposta. Resposta: No. Tudo por causa da famosa lei da conservao da massa de Lavoisier: "nada se perde, nada se cria, tudo se transforma". 31- (FEI - SP) Num exerccio escolar, um professor pediu a seus alunos que imaginassem um tomo que tivesse o nmero atmico igual ao seu nmero de chamada e o nmero de nutrons 2 unidades a mais que o nmero de prtons. O aluno nmero 15 esqueceu de somar 2 para obter o nmero de nutrons, e conseqentemente, dois alunos imaginaram tomos isbaros. Isso ocoreu com os alunos cujos nmeros de chamada so: a) 14 e 15 b) 13 e 15 c) 15 e 16 d) 12 e 15 e) 15 e 17 Resposta: Alternativa a 18

32- (Mackenzie - SP) So chamados istonos, isbaros e istopos elementos que apresentam, respectivamente, igual nmero de: a) nutrons - massa prtons c) prtons - eltrons nutrons e) eltrons - prtons - nutrons Resposta: Alternativa a 33- (UFV - MG) Considerando-se os elementos X, Y e Z e sabendo-se que eles apresentam as seguintes caractersticas: X tem n prtons, n eltrons e n nutrons. Y tem n - 1 prtons, n - 1 eltrons e n nutrons. Z tem n + 1 prtons, n + 1 eltrons e n + 2 nutrons. a) Y e Z so istopos b) Y torna-se istopo de Z quando ganha 1 prton e 1 eltron c) X torna-se istopo de Z quando ganha 1 prton e 1 eltron d) Y e Z so istonos e) Z torna-se istopo de Y quando ganha 2 eltrons e 1 prton. Resposta: Alternativa c 32- Um tomo de carbono possui em seu ncleo 6 prtons e 6 nutrons e sua eletrosfera contm 6 eltrons. Calcule, aproximadamente, quantas vezes a massa do ncleo de carbono maior que a massa de sua eletrosfera. b) prtons - nutrons massa d) nutrons - prtons massa

Resposta: MN 3680 ME

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