MODELOS ATÔMICOS 3 INTRODUÇÃO 3 1. MODELOS 3 2. A EVOLUÇÃO EM SI 3 3. AS TEORIAS ATÔMICAS 5 4

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SUMÁRIO

MODELOS ATÔMICOS _________________________________________________________ 3 INTRODUÇÃO ________________________________________________________________ 3 1. MODELOS _________________________________________________________________ 3 2. A EVOLUÇÃO EM SI _________________________________________________________ 3 3. AS TEORIAS ATÔMICAS ______________________________________________________ 5 4. ATUALIDADE ATÔMICA – A VIRADA DO SÉCULO __________________________________ 6 EXERCÍCIOS DE COMBATE _____________________________________________________ 15 GABARITO__________________________________________________________________ 23

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MODELOS ATÔMICOS INTRODUÇÃO Vamos entrar em um mundo microscópico onde devemos, nesta etapa, conversar sobre uma série de informações, mostrando em linhas gerais, a evolução do pensamento atômico que através de modelos conseguiu evoluir e mostrar o que cada momento da evolução nos proporcionou em real avanço para a Ciência.

1. MODELOS De uma forma geral, um modelo científico tenta, de modo bem simples, explicar a estrutura e o funcionamento de um sistema qualquer a ser estudado por nós, por exemplo, o átomo. Quando construímos um modelo científico, estamos criando uma teoria que, através de novas experiências, será testada, aperfeiçoada, mantida ou até abandonada. Um modelo científico e, portanto, uma teoria serão tanto mais próximos da realidade quanto mais numerosas, criteriosas e concludentes forem as experiências realizadas.

A Química percorre esse caminho, no sentido de esclarecer a constituição do mundo material que nos cerca e as transformações nele ocorridas.

2. A EVOLUÇÃO EM SI Por volta de 450 a.C, o filósofo grego Leucipo afirmou que a matéria podia ser dividida em partículas cada vez menores. Mas haveria um limite? Chegar-se-ia até uma partícula que fosse indivisível? Leucipo sugeriu que essa divisão teria um limite.Demócrito, discípulo de Leucipo, defendeu a idéia do mestre e anunciou a sua convicção de que a menor partícula de qualquer classe da matéria era indivisível e denominou essa partícula de átomo (que em grego significa indivisível). Segundo Demócrito, “as únicas coisas que existem são os átomos e os espaços vazios entre eles; tudo o mais é mera opinião”. 3

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Nos anos 60 a.C., o poeta romano Tito Lucrécio Caro escreveu um longo poema intitulado De Rerum Natura (Sobre a natureza das coisas). Essa obra teve tanta repercussão que por seu intermédio o mundo teve conhecimento exato das idéias de Demócrito. Robert Boyle, o químico que estabeleceu o conceito de elemento químico com base experimental, defendeu as idéias de Demócrito em seu livro Sceptical chemist. De Leucipo a Boyle, ou seja, durante aproximadamente 2000 anos, houve muitos seguidores da teoria da partícula indivisível, mas a maioria jamais aceitou essa idéia. No final do século XVIII, Lavoisier e Proust iniciaram experiências relacionando entre si as massas das substâncias participantes das reações químicas. Surgiram então as leis ponderais das reações químicas (Lavoisier, Proust, Dalton e Richter) e, para explicá-las, em 1808 foi proposta a teoria atômica de Dalton.

No passado, muitos cientistas acreditaram na idéia do filósofo grego Aristóteles de que tudo no mundo seria formado por quatro “elementos” básicos: AR, ÁGUA, FOGO e TERRA. Com o passar do tempo, o estudo do átomo seguiu por novos caminhos, baseando-se em uma teoria na qual: “a matéria é constituída de átomos”. Essa idéia é antiga, pois filósofos gregos, como Leucipo e Demócrito, já afirmavam que o mundo material era constituído de minúsculas partículas, aglomeradas, que eles mesmos chamaram de átomos (em grego, ´toos – indivisível). Porém essas idéias tinham bases filosóficas, e não experimentais; não eram, portanto, científicas.

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3. AS TEORIAS ATÔMICAS TEORIA ATÔMICA DE DALTON Segundo o modelo de Dalton, também conhecido como modelo da bola de bilhar, o átomo é uma partícula maciça e indivisível. O conjunto de afirmações feitas por ele sobre o átomo eram, basicamente, estas: Toda matéria é formada por partículas extremamente pequenas, os átomos. Os átomos são indivisíveis. Os átomos de um mesmo elemento são todos iguais, de mesma massa e com as mesmas propriedades. O número de átomos diferentes que existem na natureza é relativamente pequeno. Átomos de elementos diferentes são diferentes e têm massas diferentes. A formação dos materiais se dá através de diferentes associações entre átomos iguais ou não. Tais associações são os átomos–compostos. Os átomos são indestrutíveis, sendo as reações químicas uma união ou separação de átomos. Em uma combinação química, os átomos unem-se em várias proporções, mas conservam suas massas. A grande diferença entre o modelo atômico de Dalton e o dos filósofos da Antiguidade é que o primeiro foi criado com base em resultados experimentais, portanto foi um modelo científico. Ao contrário, o modelo dos filósofos da Antiguidade era fundamentado unicamente em pensamento filosófico, sem nenhuma base experimental. O modelo do átomo como partícula indivisível vigorou durante praticamente todo o século XIX.

NOTAS IMPORTANTES: A) Jonh Dalton foi um Químico e Físico inglês cuja teoria atômica revolucionou a ciência. Sofria de daltonismo, doença que se manifesta pela incapacidade de distinguir as cores. Em 1808, publicou um livro no qual apresentava uma teoria que lhe permitia explicar alguns fenômenos químicos conhecidos nesse tempo, em particular as reações químicas. Foram feitos atribuídos a ele , a descoberta da lei das proporções múltiplas e a lei das pressões parciais. Estudou uma aberração do trato visual, hoje conhecida como Daltonismo. B) O ingresso no mundo subatômico. Enquanto alguns cientistas procuravam demonstrar que a matéria é formada de átomo, ouros pesquisavam e apresentavam evidências de que o átomo é formado de partículas menores.

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1833 – O cientista inglês Michel Faraday (1791–1867) realizou experiências com fenômenos da eletricidade, estabelecendo as leis que regem a obtenção de metais puros, por intermédio da passagem de uma corrente elétrica através de uma solução aquosa (eletrólise). 1859 – A experiência que deu início às descobertas das partículas atômicas foi realizada pelos cientistas alemães Henrich Geissler (1814-1879) e Julius Plucker (1801-1898). Ao fazerem passar uma corrente elétrica num tubo contendo gás rarefeito, ou seja, um gás submetido a baixa pressão, esses dois cientistas observaram o surgimento de uma luz esverdeada. 1876 – A partir dessas observações, outro alemão, Eugen Goldstein (1850-1930) demonstrou que a luz esverdeada que surgia no tubo provinha do eletrodo negativo (cátodo) e denominou-a raios catódicos. Usando um cátodo perfurado, observou estrias luminosas através dos furos, às quais deu o nome de raios canais. 1877 – O sueco Svant August Arrhenius (1859-1927), ao procurar explicações para as leis da eletrólise de Faraday, estabeleceu a teoria iônica. De acordo com essa teoria, certas substâncias, quando dissolvidas em água, fazem surgir cargas elétricas. Arrhenius deu a essas cargas o nome de íons, que seriam, segundo ele, “átomos carregados de eletricidade”. 1891 – Quatorze anos mais tarde, o irlandês George Stoney (1826-1911) calculou a quantidade mínima de carga elétrica negativa da matéria, observada nas experiências de Faraday e Arrhenius. A essa carga mínima deu o nome de elétron. Mais tarde, comprovou-se que essa carga mínima chamada elétron é uma das partículas constituintes do átomo.

4. ATUALIDADE ATÔMICA – A VIRADA DO SÉCULO Atualmente, a idéia de átomo está bastante modificada. Isso não diminui ou invalida o feito de Dalton. Apesar de seu modelo ser muito simplificado e apresentar muitas incorreções, constituiu o ponto de partida de importantes conquistas no campo da estrutura da matéria. Destacamos alguns nomes que muito contribuíram para a atomística do século XX: JOSEPH JOHN THOMSON Prêmio Nobel de Física (1906)

ERNEST RUTHERFORD Prêmio Nobel de Química (1908) 6

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NIELS HENRIK DAVI BÖHR Prêmio Nobel de Física (1922)

ARNOLD JOHANNES WILHELM SOMMERFELD e ERWIN SCHRÖEDINGER Prêmio Nobel de Física (1933)

Nós vamos travar contato com alguns desses modelos atômicos, uns mais simples, outros mais sofisticados. Todos eles terão o seu campo de aplicação. Certos fenômenos serão explicados por alguns modelos, outros serão explicados por modelos diferentes. TEORIA ATÔMICA DE THOMSON Alguns anos mais tarde, em 1904, Joseph John Thomson (1856-1940) formulou uma teoria sobre a estrutura atômica da matéria. Segundo essa teoria, o átomo seria uma esfera positiva que, para tornar-se neutra, apresentava elétrons (partículas negativas) incrustados na sua superfície. Esse modelo de átomo ficou conhecido como plum-pudding (pudim de ameixas).

As experiências de Thomson puseram por terra o modelo de átomo indivisível de Dalton. Postulados de Thomson – sendo os raios catódicos um fluxo de elétrons. 1. Os elétrons se propagam em linha reta. 2. Os elétrons possuem massa (são corpusculares). 3. Os elétrons possuem carga elétrica negativa (de natureza). 7

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Num tubo de vidro denominado de Ampola de Crookes, são colocados dois eletrodos: o cátodo (pólo negativo) e o ânodo (pólo positivo). No interior do tudo existe gás rarefeito submetido a uma descarga elétrica superior a 10 000 volts. Do cátodo parte um fluxo de elétrons denominado raios catódicos, que se dirige à parede oposta do tubo, produzindo uma fluorescência decorrente do choque dos elétrons que partiram do cátodo com os átomos do vidro da ampola.

TEORIA ATÔMICA DE RUTHERFORD Em 1911, Ernest Rutherford (1871-1937) realizou um experimento onde uma lâmina de ouro foi bombardeada por partículas alfa provenientes do elemento polônio (Po), protegido por um bloco de chumbo.

Rutherford constatou que: A maioria das partículas alfa atravessava livremente a lâmina de ouro; Poucas partículas alfa passavam e sofriam desvio; Muito poucas partículas alfa não atravessavam a lâmina de ouro.

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Os resultados da experiência mostravam que a lâmina de ouro funcionava como uma peneira, isto é, a massa estaria distribuída de maneira não uniforme. Rutherford chega a conclusões que o levam a arquitetar um novo modelo atômico: o átomo nuclear. Rutherford concluiu que a massa da lâmina de ouro estaria distribuída em pequenos pontos, que ele chamou de núcleos. Os desvios das partículas alfa, que são positivas, foram explicados admitindo que o núcleo é positivo e, portanto, formado por prótons. As partículas que não atravessavam a lâmina teriam colidido frontalmente com tais núcleos. Como o átomo é neutro, o núcleo positivo estaria cercado pelos elétrons em uma região negativa, que foi denominada eletrosfera.

OBSERVAÇÃO: O MODELO EM SI A experiência da "folha de ouro" foi o marco decisivo no aparecimento de um novo modelo atômico, mais satisfatório, que explicava melhor uma série de fatos observados. O átomo deve ser constituído por duas regiões: a) um núcleo, pequeno, positivo e possuidor de praticamente toda a massa do átomo; b) uma região negativa, praticamente sem massa, que envolveria o núcleo. A essa região se deu o nome eletrosfera.

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MODELO DE RUTHERFORD Vamos relacionar o modelo de Rutherford com os resultados de sua experiência. A ideia de um núcleo pequeno justifica o grande número de partículas que atravessam a folha de ouro sem sofrer desvio. Além de pequeno, o núcleo deve ser positivo, o que justifica as poucas partículas  (positivas) que se desviam. Esses desvios ocorrem por repulsão entre a partícula  e o núcleo, ambos com cargas elétricas de mesmo sinal. A análise dos ângulos deu preciosas informações que foram posteriormente usadas em várias determinações desse mesmo núcleo. Esse modelo de átomo nucleado justifica também as poucas partículas a que não atravessam a folha de ouro e voltam impedidas pela grande massa concentrada (o núcleo). Com a experiência de Rutherford, ficou demonstrado que o átomo é constituído em grande parte pelo vazio; ele é descontínuo. Um pequeno núcleo que concentra praticamente toda a massa é uma grande eletrosfera muito difusa e praticamente sem massa. Temos aí, numa rápida abordagem, o que é um modelo, o que é uma experiência e que significado eles têm para a ciência. Rutherford supôs que os elétrons estariam dispostos ao redor do núcleo tal como os planetas ao redor do Sol. Em suas experiências, Rutherford observou que a massa do núcleo era muito maior que a sua carga. Disso ele concluiu que no núcleo deveriam existir partículas sem carga elétrica e de massa quase igual à do próton. Em 1932, James Chadwick provou a existência de tais partículas e deu a elas o nome de nêutrons. Com isso, o modelo atômico de Rutherford sofreu uma modificação, com a inclusão dos nêutrons juntamente com os prótons no núcleo. 10

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NOTA COMPLEMENTAR: Em 1911, Ernest Rutherford, baseando-se na célebre experiência do espalhamento de partículas alfa por uma fina lâmina de ouro, propôs um modelo planetário para o átomo. Este modelo foi combatido na época, pois a Física sabia que uma partícula carregada, quando em movimento acelerado, liberta energia. O elétron, sendo uma partícula com carga negativa girando ao redor do núcleo, deveria perder energia e acabaria por cair no núcleo!

Elétrons ao redor do núcleo como planetas ao redor do Sol.

A questão foi resolvida elegantemente por Niels Böhr, então com 28 anos. Esse físico dinamarquês propôs um modelo atômico em que aplicava conceitos da Teoria Quântica, mostrando que a Mecânica de Newton não era conveniente para o estudo do comportamento de elétrons. O modelo de Bohr aproveitava algumas idéias do átomo planetário: a) o átomo teria um núcleo positivo; b) os elétrons negativos girariam ao redor do núcleo.

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E ainda acrescentava: c) os elétrons girariam em órbitas bem definidas, nas teriam energia constante; d) um elétron não assumiria qualquer valor de energia, mas determinados valores correspondentes às diversas órbitas permitidas, assim, teria determinados níveis de energia; e) quando um elétron recebesse energia suficiente, saltaria para uma órbita mais energética.

TEORIA ATÔMICA DE BOHR O cientista dinamarquês Bohr (1885 – 1962) elaborou, em 1913, uma nova teoria sobre a distribuição e o movimento dos elétrons. A teoria de Bohr parte do modelo atômico de Rutherford, que afirma a existência de um pequeno núcleo maciço e positivo, e fundamenta-se na teoria da radiação. A teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes postulados: 1º postulado Os elétrons descrevem, ao redor do núcleo, órbitas circulares com energia fixa e determinada. Tais órbitas chamam-se órbitas estacionárias. 2º postulado Os elétrons movimentam-se nas órbitas estacionárias e, nesse movimento, não emitem energia espontaneamente. 3º postulado Quando um elétron recebe energia suficiente do exterior, ele salta para outra órbita. Após receber essa energia, o elétron tende a voltar à sua órbita original, devolvendo a energia recebida. A energia recebida e devolvida é igual à diferença das energias das órbitas em que o salto ocorreu.

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NOTA COMPLEMENTAR: Região extra-nuclear (eletrosfera) Os elétrons giram ao redor do núcleo apenas em determinadas órbitas, denominadas órbitas eletrônicas, camadas eletrônicas ou, ainda, níveis eletrônicos. Os níveis eletrônicos são designados a partir do núcleo, pelas letras K, L, M, N, O, P e Q. Uma vez que cada nível eletrônico possui uma energia bem definida, a expressão nível eletrônico é muitas vezes substituída por nível energético. Embora a energia destes níveis à medida que se afastam do núcleo, a diferença de energia entre eles diminui.

Cada nível energético contém um número máximo de elétrons. Por exemplo, os níveis K e L comportam no máximo, respectivamente, 2 e 8 elétrons.

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O MODELO DE SOMMERFELD – um complemento importante A análise do espectro de elementos mais complexos levou Sommerfeld a propor que as órbitas não eram somente circulares mas também elípticas.

A energia que o elétron desprendia em forma de luz, era devido ao fato de que as camadas eletrônicas possuíam algumas subdivisões, que ele chamou de subníveis de energia, aos quais estavam associados várias órbitas diferentes, sendo uma dessas órbitas circular e as demais elípticas.

MODELO ATÔMICO DE SOMMERFELD

Fonte: WWW.virtualquímica.hpg.ig.com.br/modelos_atomicos.htm

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1ª SEQUÊNCIA DE EXERCÍCIOS 1. (CN) Uma moda atual entre as crianças é colecionar, figurinhas que brilham no escuro. Essas figuras apresentam em sua constituição a substância sulfeto de zinco. O fenômeno ocorre porque alguns elétrons que compõem os átomos dessa substância absorvem energia luminosa e saltam para níveis de energia mais externos. No escuro, esses elétrons retomam aos seus níveis de origem, liberando energia luminosa e fazendo a figurinha brilhar. Essa característica pode ser explicada considerando o modelo atômico proposto por: a) Dalton b) Thomson c) Lavoisier d) Rutherford e) Böhr

2. (UFSC) A palavra átomo é originária do grego e significa indivisível, ou seja, segundo os filósofos gregos, o átomo seria a menor partícula da matéria que não poderia ser mais dividida. Atualmente essa idéia não é mais aceita. A respeito dos átomos, é verdadeiro afirmar que: a) não podem ser desintegrados b) são formados por, pelo menos, três partículas fundamentais c) possuem partículas positivas denominadas elétrons d) apresentam duas regiões distintas, o núcleo e a eletrosfera e) apresentam elétrons, cuja carga elétrica é negativa f) contêm partículas eletricamente neutras, os nêutrons

3. (UFCE) Baseado em quê Rutherford concluiu que a maior parte do átomo é vazia? Explique.

4. a) b) c)

Compare próton e elétron no que diz respeito a: massa de cada um carga elétrica de cada um sua “localização” no átomo

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5. (Med. Catanduva-SP) Admitindo-se o átomo esférico com diâmetro de 10-8 cm e a possibilidade de se "enfileirar" átomos um a um, a quantidade de átomos enfileirados suficiente para cobrir a distância da Terra à Lua (da ordem de 400 000 km) seria de, aproximadamente: (Obs.: considere 1 mol = 6,0 x10 23 átomos) a) 1 mol b) 6,6 mols c) 66,6 mols d) 6,6 x 10-6 mols e) 6,6x 106 mols

6. (Elite) A experiência de Rutherford permitiu evidenciar que o modelo de Thomson estava correto? Comente.

7. (FUVEST) Há exatos 100 anos, J. J. Thomson determinou, pela primeira vez, a relação entre a massa e a carga do elétron, o que pode ser considerado como a descoberta do elétron. É reconhecida como uma contribuição de Thomson ao modelo atômico: a) o átomo ser indivisível b) a existência de partículas subatômicas c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo e) o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma eletrosfera

8. (PUC) Numere a segunda coluna de acordo com a primeira, relacionando os nomes dos cientistas com os modelos atômicos. 1. Dalton ( ) Descoberta do núcleo e seu tamanho relativo. ( ) Átomos esféricos, maciços, indivisíveis. 2. Rutherford ( ) Modelos semelhantes a um “pudim de passas” com cargas positivas e negativas em igual número. 3. Niels Böhr ( ) Os elétrons giram em torno do núcleo em determinadas órbitas. 4. J. J. Thomson Assinale a sequência correta encontrada: a) 1 – 2 – 4 – 3 b) 1 – 4 – 3 – 2 c) 2 – 1 – 4 – 3 d) 3 – 4 – 2 – 1 e) 4 – 1 – 2 – 3

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9. (UFMG) No fim do século XIX, Thomson realizou experimentos em tubos de vidro que continham gases a baixas pressões, em que aplicava uma grande diferença de potencial. Isso provocava a emissão de raios catódicos: Esses raios, produzidos num cátodo metálico, deslocavam-se em direção à extremidade do tubo (E). (Na figura, essa trajetória é representada pela linha tracejada X.)

Nesses experimentos, Thomson observou que: I) a razão entre a carga e a massa dos raios catódicos era independente da natureza do metal constituinte do cátodo ou do gás existente no tubo; e II) os raios catódicos, ao passarem entre duas placas carregadas, com cargas de sinal contrário, se desviavam na direção da placa positiva. (Na figura, esse desvio é representado pela linha tracejada Y). Considerando essas observações, é CORRETO afirmar que os raios catódicos são constituídos de: a) elétrons b) ânions c) prótons d) cátions

10. (PUC) Com respeito às cores do espectro visível é errado dizer que: a) o comprimento de onda diminui do vermelho para o violeta b) a freqüência das vibrações diminui do violeta para o vermelho c) a energia das vibrações aumenta do vermelho para o violeta d) a cor resulta de diferentes "saltos" eletrônicos e) a cor resulta de diferentes alterações nucleares

11. (UERJ) Observe os esquemas abaixo, que representam experimentos envolvendo raios catódicos.

Adaptado de HARTWIG, D. R. e outros Química geral e inorgânica.São Paulo: Scipione, 1999.

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Desses experimentos resultou a descoberta de uma partícula subatômica. As propriedades massa e carga elétrica dessa partícula apresentam, respectivamente, a seguinte caracterização: a) igual a zero; igual a zero b) igual a zero; maior que zero c) diferente de zero; igual a zero d) diferente de zero; menor que zero

12. (UEMG) O modelo de átomo conhecido como modelo de Rutherford foi idealizado a partir de experiências realizadas em 1909. Várias conclusões foram tiradas a partir dessas experiências, EXCETO: a) O átomo apresenta, predominantemente, espaços vazios. b) O núcleo é a região mais densa do átomo. c) O núcleo atômico apresenta carga elétrica positiva. d) O núcleo é praticamente do tamanho do átomo todo.

13. (UFF) Uma importante contribuição do modelo de Rutherford foi considerar o átomo constituído de: a) elétrons mergulhados numa massa homogênea de carga positiva b) uma estrutura altamente compactada de prótons e elétrons c) um núcleo de massa desprezível comparada com a massa do elétron d) uma região central com carga negativa chamada núcleo e) um núcleo muito pequeno de carga positiva, cercado por elétrons

14. (ITA) Em 1803, John Dalton propôs um modelo de teoria atômica. Considere que sobre a base conceitual desse modelo sejam feitas as afirmações: I. O átomo apresenta a configuração de uma esfera rígida. II. Os átomos caracterizam os elementos químicos e somente os átomos de um mesmo elemento são idênticos em todos os aspectos. III. As transformações químicas consistem da combinação, separação e/ou rearranjos de átomos. IV. Compostos químicos são formados de átomos de dois ou mais elementos unidos em razão fixa. Qual das opções abaixo se refere a todas as afirmações corretas? a) I e lV b) II e III c lI e lV d) II, llI e lV e) I, II, III e IV

15. (CESCEM) A afirmação “O espaço entre os núcleos dos átomos está ocupado por elétrons de carga negativa” representa uma interpretação dos trabalhos executados por: a) Dalton b) Faraday c) Millikan d) Rutherford e) Mendeleev

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2ª SEQUÊNCIA DE EXERCÍCIOS 1. a) b) c) d)

A experiência de Rutherford permitiu: evidenciar que o modelo de Thomson estava correto a descoberta do elétron a descoberta do próton evidenciar que a maior parte do átomo é vazia

2. (UCB-DF) Rutherford, ao fazer incidir partículas radioativas em lâmina metálica de ouro, observou que a maioria das partículas atravessava a lâmina, algumas desviavam e poucas refletiam. Assinale, dentre as afirmações a seguir, aquela que não reflete as conclusões de Rutherford sobre o átomo. a) Os átomos são esferas maciças e indestrutíveis. b) No átomo há grandes espaços vazios. c) No centro do átomo existe um núcleo pequeno e denso. d) O núcleo do átomo tem carga positiva. e) Os elétrons giram ao redor do núcleo para equilibrar a carga positiva.

3. (Fuvest-SP) Thomson determinou, pela primeira vez a relação entre a massa e a carga do elétron, o que pode ser considerado como a descoberta do elétron. É reconhecida como uma contribuição de Thomson ao modelo atômico, a) o átomo ser indivisível b) a existência de partículas subatômicas c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao do núcleo e) o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma eletrosfera

4. a) b) c) d) e)

(UFMG) O modelo de Rutherford da estrutura atômica apresentou, como novidades, a noção de: energia quantizada massa atômica núcleo orbital spin

5. (PUC) Quando se salpica um pouco de cloreto de sódio ou bórax diretamente nas chamas de uma lareira, obtêm-se chamas coloridas. Isso acontece porque nos átomos dessas substâncias os elétrons excitados: a) absorvem energia sob forma de luz, neutralizando a carga nuclear e ficando eletricamente neutros b) retomam a níveis energéticos inferiores, devolvendo energia absorvida sob forma de luz 19

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c) recebem um quantum de energia e distribuem-se ao redor do núcleo em órbitas mais internas d) emitem energia sob forma de luz e são promovidos para órbitas mais externas e) saltam para níveis energéticos superiores, superando a carga nuclear e originando um ânion

6. (lTA) Considerando a experiência de Rutherford, assinale a alternativa FALSA: a) A experiência consistiu em bombardear películas metálicas delgadas com partículas alfa. b) Algumas partículas alfa foram desviadas do seu trajeto devido à repulsão exercida pelo núcleo positivo do metal. c) Observando o espalhamento das partículas alfa, Rutherford concluiu que o átomo tem densidade uniforme. d) Essa experiência permitiu descobrir o núcleo atômico e seu tamanho relativo. e) Rutherford sabia antecipadamente que as partículas alfa eram carregadas positivamente.

7. a) b) c)

(FAFEOD) O modelo de átomo como uma esfera deixou de ser assim considerado a partir: da explicação do efeito fotoelétrico por Einstein dos estudos de Rutherford e seus colaboradores envolvendo partículas alfa dos experimentos de Thomson, envolvendo aplicação de alta voltagem em diferentes materiais eletródicos nos tubos de Crookes d) da interpretação do espectro de linhas do gás hidrogênio por Niels Böhr e as idéias de energia quantizada

8. (FUNREI) Qual é, entre as abaixo, a afirmativa CORRETA, relativamente ao desenvolvimento de modelos atômicos? a) O modelo de Thompson foi desenvolvido a partir de experimentos envolvendo radiação alfa, He 2+. b) O átomo, segundo Dalton, seria constituído de um centro positivo com pequenas partículas negativas agarradas em sua superfície. c) O modelo de Rutherford, também conhecido como modelo do Sistema Solar, concebe o átomo como tendo nêutrons ao centro e prótons e elétrons orbitando ao redor. d) O modelo atômico de Böhr supõe a existência de níveis atômicos com energias quantizadas, de acordo com os resultados experimentais obtidos com aspectos atômicos.

9. (UNIRIO) O sal de cozinha (NaCI) emite luz de coloração amarela quando colocado numa chama. Baseando-se na teoria atômica, é correto afirmar que: a) Os elétrons do cátion Na+, ao receberem energia da chama, saltam de uma camada mais interna para uma mais externa; ao perderem a energia ganha, emitem-na sob a forma de luz amarela. b) A luz amarela emitida nada tem a ver sob o sal de cozinha, pois ele não é amarelo. c) A emissão da luz amarela se deve a átomos de oxigênio. d) Os elétrons do cátion Na+, ao receberem energia da chama, saltam de uma camada mais externa para uma mais interna, emitindo luz amarela. e) Qualquer outro sal também produziria a mesma coloração. 20

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10. Em fogos de artifício, as diferentes colorações são obtidas quando se adicionam sais de diferentes metais às misturas explosivas. Assim, para que se obtenha a cor azul, é utilizado o cobre, enquanto que, para a obtenção da cor vermelha, usa-se estrôncio. A emissão de luz com cor característica para cada elemento deve-se a: a) propriedades radioativas desses elementos. b) a capacidade de decomposição da luz natural em espectro contínuo de luz visível dos átomos de metais. c) à baixa eletronegatividade dos íons metálicos. d) aos elétrons destes íons metálicos, que absorvem energia e saltam para níveis mais externos e, ao retornarem para os níveis mais internos, emitem radiações com coloração característica. e) aos elevados valores de energia de ionização dos átomos metálicos.

11. Thomson determinou, pela primeira vez, a relação entre a massa e a carga do elétron, o que pode ser considerado como a descoberta do elétron. É reconhecida como uma contribuição de Thomson ao modelo atômico, a) o átomo ser indivisível. b) a existência de partículas subatômicas. c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia. d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo. e) o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma eletrosfera.

12. Associe as contribuições relacionadas na coluna numerada com o nome dos pesquisadores listados. Contribuições 1. Energia da luz é proporcional à sua freqüência. 2. Modelo pudim de ameixas. 3. Princípio da incerteza. 4. Elétron apresenta comportamento ondulatório. 5. Carga positiva e massa concentrada em núcleo pequeno. 6. Órbita eletrônica quantizada. 7. Em uma reação química, átomos de um elemento não desaparecem nem podem ser transformados em átomos de outro elemento. Pesquisadores ( ) Dalton ( ) Thomson ( ) Rutherford ( ) Bohr A relação numérica, de cima para baixo, da coluna dos pesquisadores, que estabelece a seqüência de associações corretas é: a) 7 - 3 - 5 - 4 b) 7 – 2 – 5 – 6 c) 1 – 2 – 4 – 6 d) 1 – 7 – 5 – 6 e) 2 – 7 – 1 – 4 21

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13. O conhecimento sobre estrutura atômica evoluiu à medida que determinados fatos experimentais eram observados, gerando a necessidade de proposição de modelos atômicos com características que os explicassem. FATOS OBSERVADOS I.

Investigações sobre a natureza elétrica da matéria e descargas elétricas em tubos de gases rarefeitos.

II. Determinação das Leis Ponderais das Combinações Químicas. III. Análise dos espectros atômicos (emissão de luz com cores características para cada elemento). IV. Estudos sobre radioatividade e dispersão de partículas alfa. CARACTERÍSTICAS DO MODELO ATÔMICO 1. Átomos maciços, indivisíveis e indestrutíveis. 2. Átomos com núcleo denso e positivo, rodeado pelos elétrons negativos. 3. Átomos como uma esfera positiva onde estão distribuídas, uniformemente, as partículas negativas. 4. Átomos com elétrons, movimentando-se ao redor do núcleo em trajetórias circulares – denominadas níveis- com valor determinado de energia. A associação correta entre o fato observado e o modelo atômico proposto, a partir desse subsídio, é: a) I – 3, II – 1, III – 2, IV - 4 b) I – 1, II – 2, III – 4, IV – 3 c) I – 3, II – 1, III – 4, IV – 2 d) I – 4, II – 2, III – 1, IV – 3 e) I – 1, II – 3, III – 4, IV – 2

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1ª SEQUÊNCIA DE EXERCÍCIOS 1. Böhr é quem define as questões de energia da eletrosfera. RESPOSTA: E

2. São falsas as afirmações A e C. Os átomos podem ser fragmentados em partículas menores. Os elétrons possuem carga negativa.

3. Baseado no resultado do experimento de dispersão das partículas alfa, já que a grande maioria das partículas alfa “atiradas” contra a folha de ouro a atravessou em vez de bater nela e voltar.

4. a) A massa do elétron é 1.836 vezes menos que a do prótron. b) A carga elétrica do elétron e a do próton são iguais em módulo (isto é, quando consideramos o valor como positivo, ignorando assim um sinal de negativo eventualmente presente). Quanto aos sinais, a carga elétrica do próton é positiva e a do elétron é negativa. c) Prótons se “localizam” no núcleo do átomo, e elétrons, na eletrosfera.

5. 1 m = 100 cm 1 km = 1000 m = 100 000 cm = 1 x 105 cm 400 000 km = 400 000 . 1 z 105 = 4 x 1010 cm 1 átomo  1 x 10-8 cm x átomos  4 x 1010 cm x = 1 x 4 x 1010 / 1 x 10-8 x = 4 x 1018 átomos 1 mol  6,0 x 1023 átomos x mol  4 x 1018 átomos x = 4 x 1018 / 6,0 x 1023 23

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x = 0,666 x 10-5 = 6,66 z 10-6 mol RESPOSTA: D

6. Não. A experiência de Rutherford evidenciou que o modelo de Thomson estava incorreto, pois o resultado indicou que o átomo apresenta mais espaço vazio do que preenchido.

7. O modelo anterior ao de Thomson foi o de Dalton. O que diferencia basicamente os dois modelos é a existência de cargas elétricas no modelo de Thomson. A existência de partículas menores que ele. Com isso, a contribuição de Thomson foi provar a existência de partículas subatômicas. RESPOSTA: B

8. Dadas as características gerais dos modelos. RESPOSTA: C

9. O experimento de Thomson comprova a existência do elétron. RESPOSTA: A

10. RESPOSTA: E

11. RESPOSTA: D

12. RESPOSTA: D

13. RESPOSTA: E

14. RESPOSTA: E

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15. RESPOSTA: D

2ª SEQUÊNCIA DE EXERCÍCIOS 1. RESPOSTA: D

2. RESPOSTA: A

3. RESPOSTA: B

4. RESPOSTA: C

5. RESPOSTA: B

6. RESPOSTA: C

7. RESPOSTA: B

8. RESPOSTA: D

9. Segundo Böhr ocorre absorção de energia para o salto eletrônico. RESPOSTA: A

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10. RESPOSTA: D

11. RESPOSTA: B

12. RESPOSTA: B

13. RESPOSTA: C

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