ESTRUTURA ATÔMICA E ELETRÔNICA DOS

ELEMENTOS

ENGENHARIA CIVIL – QUÍMICA

PROFª: MSC. JOIS NEVES DE SOUSA

Faculdade Evangélica de Goianésia – FACEG

ESTRUTURA ATÔMICA DA MATÉRIA

LEUCIPO E DEMÓCRITO (Séc V a.C.)

LEIS PONDERAIS → relações de (massa) em um reação química

LAVOISIER (1800) – “Na natureza, nada se perde, na se cria, tudo se transforma.”

PROUST - “Toda substância apresenta uma proporção em massa constante na sua composição.”

MODELO ATÔMICO DE DALTON (1803)

Dalton postulou a sua teoria atômica da seguinte forma:

1- O átomo é uma partícula maciça, indivisível e indestrutível.

2- Toda espécie de matéria é formada de átomos.

3- Átomo de um mesmo elemento químico são iguais em todas as suas propriedades. Se os átomos forem diferentes, suas

propriedades físicas e químicas também serão diferentes.

4- Um composto é formado pela combinação de átomos de dois ou mais elementos que se unem entre si em várias proporções

simples, sendo que cada átomo guarda a sua identidade química.

Através dessas duas últimas afirmações, Dalton institui a idéia de que elemento químico é a reunião de todos os átomos de mesma

característica e que a formação das diversas substâncias depende da combinação entre os átomos.

Átomos de Átomos de Carbono Hélio

•MODELO ATÔMICO DE THOMSON (1897)

Para Thomson, o átomo seria uma esfera de carga positiva tendo as cargas elétricas negativas (elétrons) homogeneamente distribuídos pela superfície dessa esfera. Essas cargas elétricas anulariam a carga positiva e, assim, o átomo seria neutro

TUBO DE CROOKES

Razão: C/Kg

Millikan: carga do eletron = C

RAIOS CATÓDICOS “elétrons”• Apresentam massa• Apresentam carga negativa• Estão presente em qualquer material

Experimento de Rutherford, Geiger e Marsden

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MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD (1911)

1- O átomo apresenta mais espaço vazio do que preenchido.

2- A maior parte da massa do átomo está concentrada em uma pequena região central, denominada núcleo, dotada de cargas elétricas

positivas, os prótons.

3- Ao redor do núcleo, região denominada eletrosfera, estariam os elétrons, muito mais leves que os prótons e em movimento circular

acelerado ao redor do núcleo

CHADWICK

NÚCLEO: PROTONS + NÊUTRONS

ELETROSFERA: ELETRONS

Problema????

MODELO ATÔMICO DE BOHR (1913)

1- Os elétrons nos átomos movimentam-se ao redor do núcleo em trajetórias circulares, de energia quantizada e fixa, denominadas de camadas de energia ou níveis de energia.

Essas camadas, ou níveis, são infinitas, mas estudaremos apenas sete delas: K, L, M, O, P e Q. Cada camada suporta um máximo de elétrons:

2- Não é permitido a nenhum elétron permanecer entre dois desses níveis. Ao absorver energia extra, o elétron muda para uma camada mais energética e, ao retornar a sua camada origem, libera essa energia na forma de onda eletromagnética (luz).

K L M N O P Q 2 8 18 32 32 18 8

NÍVEL 1 2 3 4 5 6 7 CAMADA K L M N O P Q

Total de elétrons 2 8 18 32 32 18 8

ElétronAbsorvendoEnergia

ElétronLiberandoEnergia (luz)

Núcleo prótons (p) nêutrons (n)

Eletrosfera elétrons (e)

NÚMERO ATÔMICO (Z) : Nº de prótons

NÚMERO DE MASSA (A): nº de partículas na núcleo.

A = P + Z

REPRESENTAÇÃO DE UM ELEMENTO

OU OU X-A

NÚMERO ATÔMICO E NÚMERO DE MASSA

Átomo do C12

Unidade de Massa Atômica

1/12 do C12 = 1 u. m. a.

A Unidade de massa atômica corresponde a 1/12 do átomo do Carbono – 12.

1u= 1,66.10-24kg

1) Quais são as três partículas fundamentais das quais os átomos são constituídos? Quais são suas cargas elétricas? Quais destas partículas constituem o núcleo do átomo? Qual é a menos massiva das três partículas?

2) Dê o número de massa de cada um dos seguinte átomos: a) magnésio com 15 nêutrons, b)titânio com 26 nêutrons e c) zinco com 32 nêutrons.

3) Dê o símbolo completo ( ) para cada um dos seguintes átomos: a) potássio com 20 nêutrons , c) criptônio com 48 nêutrons e c) cobalto com 33 nêutrons.

4) Quantos elétrons, prótons e nêutrons existem no átomo de a) magnésio-24, b) estanho-119 e c) tório- 232?

Exercícios de fixação:

Massa Atômica Definição: é o número que indica quantas vezes um elemento qualquer pesa mais que 1/12 do C – 12, por exemplo: a massa atômica do Hélio = 4 u. m. a., significa que o Hélio tem 4 vezes a massa de 1/12 do C – 12.

Cálculo da Massa Atômica: Todo elemento químico é uma mistura, portanto a massa atômica é calculada da média ponderada das massas dos seus isótopos.

Exemplo: seja um elemento E composição isotópica:E30 40% / E32 50% / E34 10%

Massa Atômica de E = 30x40 + 32x50 + 34x10 / 100 = 31,4 u

Exemplo:1) Mostre que a massa atômica do Li é 6,94 , dada a seguinte informação:6Li, massa = 6,015121 u; abundância percentual = 7,50%7Li, massa = 7,016003 u; abundância percentual = 92,50%

2) A prata ( Ag) possui dois isótopos estáveis.. 107Ag e 109Ag. A massa isotópica de 107Ag é 106,51 u e a massa isotópica de 109Ag é 108, 9047. A massa atômica de Ag, na Tabela periódica, é 107,868. Faça uma estimativa da porcentagem de 107Ag em uma amostra do elemento.a) 0% b) 25% c) 50% d) 75%

Massa Molecular Definição: é a soma das massas de todos os elementos que constituem uma espécie química.

Exemplo: Massa Molecular da água (H2O):A – H = 2 x 1 A – O = 2 x16M – H2O = 1 x 2 + 16 x 1 = 18 u. m. a.

Quantidade de Matéria - Mol

Definição: é o conjunto de 6,02 x 1023 ( N° de Avogadro) unidades de qualquer coisa e equivale a massa atômica ou massa molecular expressa em gramas (massa molar).

Exercícios de fixação:1. Determine a massa molecular das substâncias:

a) S8 b) HClO c) H3PO4 d) Ba(OH)2 e) Ca3(PO4)2

2. Calcule a massa, em gramas, de :

a)2,5 mol de alumínio

b)1,25 x10-3 mol de ferro

c)0,015 mol de cálcio

d)653 mol de neônio3) Calcular uma quantia ( em mols) representada por cada um dos seguinte:e) 127,08 g de Cuf) 0,012 g de Lítiog) 5,0 g de amerícioh) 6,75 g do Al

4) Determine o número de moléculas presentes em 4 mols de água:

5) Determine a massa, em gramas, de 12 x 1024 moléculas de H2S:

6) Calcular o número de mols presentes em 90 g de água:

7) Determine o número de moléculas presentes em 90 g de água:

8) Qual o número de átomos presentes em 90 g de água?

9) Calcule a massa molecular de uma certa substância X, sabendo que 16 mols da mesma “pesam” 38,4 g:

Exercícios de fixação:

A Tabela Periódica dos Elementos

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