[GER-QU] 4.1 – Apostila

NOÇÕES DA TEORIA ATÔMICA

1) Introdução:

Deve-se a Leucipo e seu discípulo Demócrito as primeiras idéias de que a matéria é descontinua e formada de corpús­culos, que segundo eles, não podiam ser criados ou destruí­dos. Esses corpúsculos foram chamados de Átomos (palavra que significa não divisível). Com o decorrer do tempo muitos estudos foram feitos e várias partículas formadoras do átomo foram sendo desco­bertas, como por exemplo, o Elétron, o Próton e o Nêutron.

Atualmente, sabemos que os átomos podem ser divididos, porém somente em transformações violentíssimas, como a explosão da bamba atômica, Os átomos nunca de dividem em transformações químicas comuns, porém podem perder ou receber elétrons em reações químicas.

Abaixo, encontra-se um modelo simplificado da estrutura do átomo formulado por Ernest Rutherford (descobridor do próton) e Niels Bohr, que introduziu a noção de níveis de energias para os “caminhos” dos elétrons ao redor do núcleo. O modelo aceito atualmente do átomo é chamado de mode­lo de Rutherford- Bohr.

Nota: A parte interna do Átomo é denominada Núcleo que além dos Prótons e Nêutrons possui inúmeras outras partículas menores que não são importantes para o nosso presente estudo. São conhecidos atualmente 07 (sete) camadas ou níveis de ener­gia, cujo conjunto forma a parte externa do átomo e é denomi­nada eletrosfera que é a região onde circulam os elétrons.

 

2) Dimensões do Átomo:

Através de inúmeras experiências e teorias elaboradas no decorrer dos anos temos os seguintes valores estimados para o diâmetro do Átomo e do Núcleo. Note que o diâmetro é cerca de 10.000 vezes menos que o diâmetro do átomo, ou seja, o núcleo do átomo é extre­mamente pequeno quando comparado com o tamanho do átomo todo. Isto equivale a comparar a massa de um gato com a de um elefante.

 

Diâmetro do Átomo = 10-8 cm

Diâmetro do Núcleo =10-12 cm

 

3) Massa das Partículas Atômicas:

Apesar do diâmetro do núcleo ser 10.000 vezes menor que o diâmetro do átomo é no núcleo que se concentra quase toda a massa atômica.

O próton e o Nêutron, que constituem o núcleo do átomo, têm aproximadamente a mesma massa, e cada um deles pesa 1840 vezes mais que o elétron.

 

4) Cargas Elétricas das Partículas Atômicas:

Os Prótons são partículas eletricamente positivas, os Nêutrons possuem carga zero e os Elétrons são partículas eletricamente negativas. Estas cargas elétricas, como também a massa das partículas são bastante pequenas, por isso criou-se a escala relativa. Veja o quadro a seguir:

 

Massa Relativa Carga Relativa
Próton 1 +1
Nêutron 1 0
Elétron 1/1840 -1

 

* A massa real do Próton (e também do Nêutron) é 1,672 x 10-24 gramas.

* A carga real do Próton é +1,6 x 10-19 Coulomb.

 

5) Propriedades dos Átomos:

Como vimos acima, cada Próton é responsável por uma car­ga positiva do átomo e cada Elétron, por uma carga negativa. Logo, cada Próton é eletricamente anulado por um Elétron e dependendo do número de Prótons e Elétrons contidos no átomo poderemos ter:

⇒ Estado Fundamental (Neutro): é quando o átomo possui carga elétrica total igual a zero, ou seja, o número de prótons é igual ao número de elétrons.

Ex.: Um átomo de Ferro no estado fundamental possui: 26 prótons e 26 elétrons. Este átomo possui 26 cargas negativas, logo a carga total é zero.

 

⇒ Íons: um átomo pode, às vezes, sofrer modificação provoca um desequilíbrio de cargas e o átomo fica com carga total dife­rente de zero. Então, define-se:

Íons são átomos que possuem número de prótons diferente do número de elétrons.Também podem ser definidos como átomos com carga elétrica.

Os íons podem ser denominados por:

a) Ânion: é o íon negativo, ou seja, o átomo que recebeu elétrons. Exemplo: Cℓ-1 (átomo de cloro que recebeu um elétron)

b) Cátion: é o íon positivo, ou seja, o átomo que perdeu elé­trons. Exemplo: Fe+2 (átomo de ferro que perdeu 2 elétrons)

 

Observe o esquema abaixo:

 

6) Número Atômico (Z):

É o número de Prótons existentes no núcleo do átomo. É a mais importante características do átomo, pois nunca há dois átomos quimicamente diferentes com o mesmo número atômico.

Exemplo: Todos os átomos que possuem 13 prótons são quimicamente iguais. Eles constituem o elemento químico* Alumínio, cujo número atômico é 13 (Z = 13).

*Obs: Elementos químicos e simbologia serão estudados mais adiante.

 

7) Número de Massa (A):

É o número de Prótons somado ao número de Nêutrons (N). O número de massa (A) não caracteriza o átomo, pois podem existir dois ou mais átomos quimicamente diferentes com o mesmo número de massa.

A = N + Z

 

8) Notação:

Costuma-se representar o núcleo do átomo (ou elemento químico) da seguinte forma: