O ESTUDO DO ÁTOMO

 A Química é a ciência da trasnformação da matéria e como toda matéria é formada por átomos, entender o comportamento desse ente é de vital importãncia para compreendermos os fenomenos envolvidos.

Os modelos atômicos

Como o próprio nome diz são modelos ou idealizações, não é a própria realidade, mas é o resultado de observações e experimentos desenvolvidos por séculos.

Demócrito concebe uma ideia

Figura 01: Demócrito

Há mais de 2000 anos a palavra átomo já era utilizada por Demócrito, segundo ele a matéria poderia ser subdivida em porções cada vez menores até chegar a uma partícula indivisível, que ele denominou de átomo(a=não; tomo=divisível). Essa concepção de Demócrito não perdurou e só voltou a ter força mais de 1800 anos depois.

Modelo de Dalton

Segundo Jonh Dalton, químico inglês(1706-1844), o átomo poderia ser considerado como uma esfera sólida e contínua, indivisível e indestrutível. Isso explicaria experimentos que mostravam que a transformação de um material em outro não alterava sua massa.

 

 

 

Figura 02: Dalton

Figura 03: Modelo de Dalton

 

 

 

 

 

Modelo de Thomson

Em 1904, após as descobertas dos prótons e elétrons, Thomson(1856-1940) formulou um novo modelo atômico. Segundo ele, o átomo teria em seu interior os prótons e os elétrons, e o conjunto seria totalmente neutro. Esse modelo também é conhecido como "pudim com passas".

Figura 04: Modelo de Thomson

Modelo de Rutheford

Em 1911, o inglês Ernest Rutheford, propôs um novo modelo atômico. Segundo ele, o átomo apresentaria duas regiões: o núcleo e a eletrosfera. Esse modelo também ficou conhecido como planetário e foi oriundo de experimento de Rutheford com a aplicação de partículas sobre uma folha de ouro(vide vídeo abaixo). Esse modelo consegue explicar de forma satisfatória uma série de fenômenos químicos e afirmações sobre a estrutura atômica.

Figura 05: Modelo de Rutheford

 

Modelo de Bohr

Em 1913, o físico Niels Bohr (1883-1962) criou um novo modelo atômico baseando-se no fato de que nem todos os elétrons possuem a mesma quantidade de energia. Por esse motivo, os elétrons situam-se em diferentes distâncias do núcleo. Assim,  a eletrosfera foi dividida em níveis de energia dentro dos quais situam-se os orbitais.

Figura 06: Modelo de Bohr

Eletrosfera e distribuição eletrônica

A eletrosfera, região em torno do núcleo, é composta por várias camadas ou níveis eletrônicos nas quais os elétrons giram. O número de camadas de um elemento pode variar desde um até sete. Elas são designadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q, a partir do núcleo.

O número máximo de elétrons que cada camada comporta segue a seguinte regra:

Para fazer a distribuição correta dos elétrons vamos discutir alguns exemplos:

a) Número atômico = Z = 30

Z = número de elétrons

Em primeiro lugar adiciona-se o número de elétrons com o limite por camada, a depender da localização da camada a penúltima deve ter no mímino 8 ou no máximo 18 elétrons. Já a última deve ter no máximo 8 elétrons.

 

Vejamos outro exemplo:

b) Z = 25

Agora se colocarmos 18 na camada M o total de elétrons vai ultrapassar a quantidade de elétrons para esse átomo, então na penúltima camada, conforme a regra, coloca-se o mínimo que é 8 e o restante dos elétrons deve ser colocados na última camada.

Conceitos importantes

Número atômico (Z)

É o número de prótons  contido no núcleo. Indica a qual elemento químico o átomo pertence.

Z = p

Para tornar o átomo eletricamente neutro o número de prótons, particulas positivas é igual ao número de elétrons, sendo assim:

Z = p = e

Número de massa(A)

É a soma do número de prótons com o número de nêutrons. O número de massa indica a massa total do átomo.

A = p + n = Z + n

Os elétrons não entram para efeito de cálculo da massa do átomo, pois tem massa desprezível.

Elemento químico

É o conjunto de átomos com mesmo número atômico. É interessante abordar esse tema, pois pode existir uma compreensão equivocada acerca do conceito entre átomo e elemento químico, por exemplo: o átomo de Hidrogênio pode existir de três formas na natureza: Hidrogênio, Deutério e Trítio. A diferença entre eles está na massa atômica.

Isótopos, Isóbaros e Isótonos

Isótopos

Átomos com mesmo número atômico e diferentes números de massa. O elemento químico Hidrogênio citado anteriormente é um exemplo desse fenômeno. 

H: Z=1 e A=1

D: Z=1 e A=2

T; Z=1 e A=3

 

Na representação da figura acima o número de massa localiza-se na parte superior e o número atômico abaixo. Para saber o número de nêutrons basta utilizar a fórmula: n = A- Z, por exemplo o Deutério possui 1 nêutron.

Isobáros

Átomos de elementos químicos diferentes apresentando mesmo número de massa.

Isótonos

Átomos de elementos químicos diferentes apresentando mesmo número de nêutrons.