Veja desde os modelos de Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, e até o modelo mais recente. É conteúdo básico de Química pra você mandar bem. Confira:
Os modelos atômicos são representações teóricas que descrevem a estrutura e o comportamento dos átomos, que são as unidades fundamentais da matéria. Entender como os cientistas idealizaram a estrutura básica dessas partículas é essencial para compreender um pouco de história da Ciência e também uma série de conteúdos dentro da disciplina de Química.
Sendo assim, preparamos esta nova trilha de estudos da série Explica do Zero para que você possa conhecer as partículas subatômicas dos átomos e a evolução dos modelos atômicos.
Resumo sobre partículas subatômicas
Em suma, os modelos atômicos são modelos estruturais dos átomos que foram propostos pelos cientistas para explicar e compreender o funcionamento do átomo.
Já as partículas subatômicas são os nêutrons, prótons e os elétrons que se unem para formar os átomos. Como dito acima, vamos explorar essas estruturas ao longo dessa aula.
Então, para começar, bora ver uma aula da professora Larissa Sousa Campos introduzindo os conceitos das partículas subatômicas?
Modelos atômicos e partículas subatômicas
Como você viu na aula acima, podemos dizer que o átomo possui duas regiões: o núcleo e a eletrosfera.
O núcleo é uma região extremamente pequena e densa localizada no centro do átomo mais densa do átomo. É onde se concentram os prótons, dotados de carga elétrica positiva, e os nêutrons, sem carga elétrica. O núcleo é responsável pela maior parte da massa do átomo, mas ocupa apenas uma fração muito pequena de seu volume total.
Entretanto, a maior área do átomo é formada pela eletrosfera, onde se localizam os elétrons, dotados de carga elétrica negativa. Lembre-se de que atualmente sabemos que a eletrosfera não é uma estrutura física composta por linhas como os modelos planetários costumavam representar, mas sim uma área de probabilidade onde os elétrons são mais propensos a serem encontrados.
Dessa forma, em vez de representar a eletrosfera com linhas como uma órbita física, a mecânica quântica descreve a localização dos elétrons em termos de “orbitais”, que são regiões de alta probabilidade de encontrar um elétron.
Como podemos representar os átomos?
Para representar o átomo de um elemento químico, utilizamos uma simbologia onde coloca-se a letra que representa o elemento. No lado esquerdo superior colocamos o número de massa, indicado pela letra A. Já na parte inferior esquerda, localiza-se o número atômico, representado pela letra Z.
Lembre-se que podemos fazer as seguintes relações com as informações que listamos acima:
– O número de massa (A) representa a soma do número de prótons e de nêutrons.
A = p + n
– O número atômico (Z) é igual ao número de prótons(p).
Z = p
Para calcular o número de nêutrons é preciso diminuir-se o número de massa pelo número atômico.
n = A – Z
Agora com os dados sobre a representação dos átomos, vamos recordar o que são isótopos, isóbaros e isótonos?
Utilizamos a classificação em isótopos, isóbaros e isótonos quando comparamos um átomo com outro. Veja:
Os isótopos são átomos com o mesmo número de prótons. Estes, apresentam as mesmas propriedades químicas, porém, algumas propriedades físicas relacionadas à massa são diferentes.
Já os isóbaros são átomos com o mesmo número de massa. Apresentam propriedades químicas e físicas diferentes.
Os isótonos, por sua vez, são átomos com o mesmo número de nêutrons. Apresentam propriedades químicas e físicas diferentes.
O modelo atômico atual surgiu devido a algumas lacunas presentes no modelo atômico de Bohr.
Resumo sobre Modelos Atômicos
Agora que você já revisou as partículas subatômicas, é importante também que você entenda como a ideia do átomo mudou ao longo da história.
Para isso, assista a esta outra aula da professora Larissa para compreender os modelos atômicos:
Modelos atômicos ao longo da história
Conseguiu relembrar algumas características dos modelos atômicos com a aula acima? Beleza! Então, para organizar melhor as ideias, resumimos as características desses modelos a seguir:
Modelo atômico de Dalton (1803)
O modelo de Dalton foi um dos primeiros modelos atômicos propostos. Dalton postulou que os átomos são esferas indivisíveis e indestrutíveis, cada uma com uma massa e propriedades específicas. Seu modelo atômico é conhecido como o modelo da bola de bilhar, onde o átomo é representado como uma esfera maciça, indivisível e indestrutível.
Modelo atômico de Thomsom (1897)
O modelo atômico de Thomson é considerado como pudim de passas. Isso porque o cientista observou que, ao contrário do que Dalton pensava, o átomo não é uma esfera indivisível. Mas sim que ele é uma esfera de carga elétrica positiva, onde os elétrons (negativos) estariam uniformemente distribuídos. Assim, o átomo seria neutro. Dessa forma, ele pareceria um pudim de passas, onde o pudim seria a esfera de cargas negativas e as passas seriam os elétrons mergulhados nela.
Modelo atômico de Rutherford (1911)
Outro modelo atômico é o de Rutherford, considerado como modelo planetário. Para chegar ao seu modelo, esse cientista bombardeou uma lâmina de ouro com partículas alfa, e percebeu que a maioria dessas partículas passaram para o outro lado da lâmina, enquanto pouquíssimas eram refletidas. Com isso, Rutherford concluiu que o átomo é formado por 2 regiões distintas: o núcleo e a eletrosfera.
Modelo atômico de Bohr (1913)
O modelo de Bohr é baseado no modelo de Rutherford, onde os elétrons estão distribuídos em camadas ao redor do núcleo, semelhante à órbita de um planeta. Entretanto, o modelo de Bohr refinou a ideia de órbitas eletrônicas, propondo que os elétrons se moviam em órbitas quantizadas ao redor do núcleo. Essas órbitas eram circulares, e cada uma apresentava uma energia bem definida e constante para cada elétron de um átomo.
Modelos atuais – Modelos quânticos (1920 em diante)
Com a evolução da Química e das pesquisas, observou-se que o modelo atômico atual não tem mais regiões definidas, mas sim regiões prováveis onde os elétrons podem ficar chamadas de orbitais.
Em 1923, o cientista Broglie propôs o Princípio da Dualidade, quanto menor for a massa de uma partícula, maior será a expressão ondulatória dela. Sendo assim, o elétron que apresenta pequena massa, terá um comportamento ondulatório bem explícito.
Dessa forma, dizemos que o elétron apresenta um comportamento duplo, isto é, pode ser interpretado como partícula ou onda, conforme o fenômeno estudado.
Em 1926, outro cientista, Heisenberg, propôs o Princípio da Incerteza, onde não é possível ter certeza da posição e da velocidade do elétron simultaneamente em um átomo.
Para se localizar um elétron deve-se fornecer energia e, assim, ele salta para uma camada mais externa, mudando de posição e de velocidade. Heisenberg questionava a maneira como Bohr tentava medir a órbita do elétron, sua energia e a velocidade.
Em 1927, o cientista Schrodinger, criou fórmulas matemáticas para deduzir onde está o elétron, por meio de equações de funções de onda. A região de máxima probabilidade de se encontrar um elétron é denominada de orbital.
Com a compilação dessas ideias, temos o modelo quântico que corresponde ao modelo atômico atualmente aceito.
Como dito acima, ele se baseia na mecânica quântica e descreve os elétrons como ocupando regiões de alta probabilidade chamadas orbitais, em vez de órbitas fixas. A mecânica quântica também introduz o conceito de números quânticos e fornece uma descrição precisa do comportamento dos átomos.
Exercícios
Questão 1 (ESPM-2018):
O átomo de Rutherford foi comparado ao sistema planetário ( o núcleo atômico representa o sol, e a eletrosfera os planetas). A eletrosfera é a região do átomo que:
- contém as partículas de carga elétrica negativa
- contém as partículas de carga elétrica positiva
- contém os nêutrons
- concentra praticamente toda a massa do átomo
- contém prótons e nêutrons
Questão 2 (UFRGS-2017):
Considere as seguintes afirmações do experimento de Rutherford e do modelo de Bohr:
I- A maior parte do volume do átomo é constituída pelo núcleo denso e positivo.
II- Os elétrons movimentam-se em órbitas ao redor do núcleo.
III- O elétron, ao pular de uma órbita mais externa para uma mais interna, emite uma quantidade de energia bem definida.
Quais estão corretas?
- apenas I
- apenas II
- apenas III
- apenas II e III
- I, II, III
Questão 3 (UEL-2020):
O átomo de um elemento químico possui 83 prótons, 83 elétrons e 126 nêutrons. Qual é, respectivamente, o número atômico e o número de massa desse átomo?
- 83 e 209
- 83 e 43
- 83 e 83
- 209 e 83
- 43 e 83
Questão 4 (FUVEST-2016):
O átomo constituído de 17 prótons, 18 nêutrons e 17 elétrons, possui número atômico e número de massa igual a:
- 17 e 17
- 17 e 18
- 18 e 35
- 17 e 35
- 35 e 17
Gabarito:
Questão 1: a
Questão 2: d
Questão 3: a
Questão 4: d
