Prof.: Paulo Vaz

2010

Modelos atômicos

A origem da palavra átomo

A palavra átomo foi utilizada pela primeira vez na Grécia antiga, por

volta de 400 aC. Demócrito (um filósofo grego) acreditava que todo tipo

de matéria fosse formado por diminutas partículas que denominou

átomos (sem divisão). Acreditava-se que tais partículas representavam a

menor porção de matéria possível, ou seja, eram indivisíveis. Como esta

idéia não pôde ser comprovada por Demócrito e seus contemporâneos,

ela ficou conhecida como 1º modelo atômico, mas meramente filosófico.

Modelo Atômico de Dalton

As idéias de Demócrito permaneceram inalteradas por aproximadamente 2200 anos. Em 1808, Dalton retomou estas idéias sob uma nova perspectiva: a experimentação.

Baseado em reações químicas e pesagens minuciosas, chegou à conclusão de que os átomos realmente existiam e que possuíam algumas características:

- Toda matéria é formada por diminutas partículas esféricas, maciças, neutras e indivisíveis chamadas átomos.

- Existe um número finito de tipos de átomos na natureza.

- A combinação de iguais ou diferentes tipos de átomos originam os diferentes materiais.

Modelo Atômico de Thomson (1898)

 

    Com a descoberta dos prótons e elétrons, Thomson propôs um

modelo de átomo no qual os elétrons e os prótons, estariam

uniformemente distribuídos, garantindo o equilíbrio elétrico entre as

cargas positiva dos prótons e negativa dos elétrons.

Modelo Atômico de Rutherford (1911)

   Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro (0,0001 mm) com

partículas "alfa" (núcleo de átomo de hélio: 2 prótons e 2 nêutrons), emitidas

pelo "polônio" (Po), contido num bloco de chumbo (Pb), provido de uma

abertura estreita, para dar passagem às partículas "alfa" por ele emitidas.

    Envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora revestida

de sulfeto de zinco (ZnS).

Esquema da Experiência de Rutherford (1911)

Modelo Atômico de Rutherford (1911)

Observando as cintilações na tela de ZnS, Rutherford verificou  que muitas partículas "alfa" atravessavam a lâmina de ouro, sem sofrerem desvio, e poucas partículas "alfa" sofriam desvio. Como as partículas "alfa" têm carga elétrica positiva, o desvio seria provocado por um choque com outra carga positiva, isto é, com o núcleo do átomo, constituído  por prótons.

O modelo atômico de Rutherford "modelo planetário"

Modelo atômico de Bohr

O modelo apresentado

por Bohr é conhecido por

modelo atômico de:

Rutherford-Bohr

Modelo Atômico de Bohr

• De acordo com o modelo atômico  proposto por Rutherford, os elétrons ao girarem  ao redor do núcleo, com o tempo perderiam energia, e se chocariam com o mesmo.

• Como o átomo é uma estrutura estável, Niels Bohr formulou uma teoria (1913) sobre o movimento dos elétrons, fundamentado na Teoria Quântica da Radiação (1900) de Max Planck.

  Os Postulados  de BohrA teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes postulados:

1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias ao redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem energia.

(Níveis de Energia ou Camadas Eletrônicas)

2º postulado: Fornecendo energia (elétrica, térmica, ....) a um átomo, um ou mais

elétrons a absorvem e saltam para níveis mais afastados do núcleo. Ao voltarem

as suas órbitas originais, devolvem a energia recebida em forma de luz (emite

um fóton de luz ). (Salto Quântico)

Modelo Atômico de Bohr

Níveis e respectivas energias.

Modelo de Bohr

Segundo postulado de Bohr.

Um átomo irradia energia quando um elétron salta de

uma órbita de maior energia para uma de menor energia.

A linha vermelha no espectro atômico é

causada por elétrons saltando

da terceira órbita para a segunda órbita

O comprimento de onda guarda relação com a energia. Os menores

comprimentos de onda de luz significam vibrações mais rápidas e

maior energia.

A linha verde-azulada no espectro

atômico é causada por elétrons saltando

da quarta para a segunda órbita.

A linha azul no espectro atômico é

causada por elétrons saltando

da quinta para a segunda órbita

A linha violeta mais brilhante no espectro

atômico é causada por elétrons saltando

da sexta para a segunda órbita.

Espectro contínuo

Espectro de emissão

Espectro de absorção

Gás frio

Gás quente

ESPECTRO ATÔMICO

Modelo Atômico de Sommerfeld

Sommerfeld sugeriu que as órbitas fossem elípticas, pois em uma elipse há diferentes excentricidades (distância do centro), gerando energias diferentes para uma mesma camada.

Órbitas:

1circular e as demais elípticas

O modelo atômico atual é um modelo matemático - probabilístico que se

baseia em dois princípios:

• Princípio da Incerteza de Heisenberg: é impossível determinar com precisão a posição e a velocidade de um elétron num mesmo instante.

• Princípio da Dualidade da matéria de Louis de Broglie: o elétron apresenta característica DUAL, ou seja, comporta-se como matéria e energia, sendo portanto, uma partícula-onda.

Modelo Atômico Atual

Heisenberg, Nobel de Física de 1932.

Louis de Broglie, Nobel de Física de 1929.

                                                                                    Modelo atômico de Schrödinger - A partir das equações de

Schrödinger não é possível determinar a trajetória do elétron

em torno do núcleo, mas, a uma dada energia do sistema,

obtém-se a região mais provável de encontrá-lo.