[01. Atomística] [01. Matéria] 02. Teoria atômica

Question 1

Átomo: qual a definição filosófica?

Answer 1

• Segundo Demócrito, em cerca de 400 a.C., a matéria não é contínua, e sim, feita de minúsculas partículas indivisíveis (átomos).

Question 2

Modelos atômicos: quais são (DTRBSS)?

Answer 2

• Dalto → bola de bilhar;
• Thomson → pudim de passas;
• Rutherford → sistema solar;
• Bohr;
• Sommerfeld;
• Schrödinger.

Question 3

Modelo de Dalton: defina

Answer 3

• Para Dalton os átomos eram esféricos, maciços, INDIVISÍVEIS, indestrutíveis, imutáveis e sem carga, semelhantes a uma bola de bilhar;
• Átomos são permanentes e indivisíveis, não podendo ser criados ou destruídos;
• O modelo atômico de Dalton teve como suporte experimental para a sua criação a interpretação das leis das reações químicas.

Question 4

Modelo de Dalton: quais foram seus postulados?

Answer 4

• Átomos de mesmo tamanho e massa possuem as mesmas propriedades e formam aquilo que é conhecido como elemento químico;
• Átomos com massas e tamanhos diferentes, possuem propriedades distintas e deste modo formam elementos químicos diferentes;
• As substâncias químicas são formadas por reuniões de átomos numa proporção de números inteiros;
• Uma reação química é um rearranjo de átomos, uma vez que estes não podem ser criados nem destruídos.

Question 5

Modelo de Thomson: defina

Answer 5

• Para Thomson, o átomo é um fluido carregado positivamente na qual estariam incrustados os elétrons, numa distribuição uniforme de cargas;
• É importante ter em mente que a partir do modelo atômico de Thomson os átomos são DIVISÍVEIS e apresentam natureza elétrica, ou seja, temos cargas positivas e negativas;
• Podemos salientar que a descoberta dos elétrons (a primeira partícula subatômica) foi feita por Thomson baseado nas observações dos raios catódicos.

Question 6

Modelo de Rutherford: qual a motivação?

Answer 6

• Testar o modelo de Dalton e Thomson, verificando se o átomo era realmente maciço.

Question 7

Modelo de Rutherford: defina

Answer 7

• Ele utilizou raios com partículas alfa (positivas) como projéteis em uma lâmina de ouro;
• Rutherford concluiu que o átomo era formado por grandes espaços vazios, sendo que a carga positiva estava concentrada numa região pequena e densa conhecida por núcleo ou núcleo atômico e os elétrons (negativos) orbitavam ao redor deste núcleo na eletrosfera;
• Entre núcleo e eletrosfera não havia nada, só espaços vazios;
• O núcleo é muito pequeno, e a eletrosfera tem cerca de 100.000 vezes o seu tamanho;
• Os prótons foram descobertos por Rutherford.

Question 8

Modelo de Bohr: qual foi a motivação?

Answer 8

• O modelo de Rutherfor apresentava uma grande falha: Uma carga negativa tende a acelerar em direção de uma carga positiva;
• Então os elétrons deveriam colidir com o núcleo, e não permanecer na eletrosfera.

Question 9

Modelo de Bohr: níveis de energia

Answer 9

• Os elétrons orbitam ao redor do núcleo em órbitas circulares de energia definida e constante;
• Cada órbita circular ao redor do núcleo possui energia constante;
• O elétron não pode assumir qualquer valor de energia, e sim, somente o valor correspondente à órbita permitida (níveis de energia);
• Quanto mais próximo do núcleo, menor a energia do elétron, e vice-versa;
• Espontaneamente os elétrons não perdem ou não ganham energia e, deste modo, diz-se que o elétron se encontra numa órbita estacionária.

Question 10

Modelo de Bohr: o que aconteceu quando um elétron ganha energia?

Answer 10

• Se o elétron receber energia ele pula para uma órbita mais afastada do núcleo;
• Como esta órbita não é natural, ele tende a retornar para sua órbita de maior estabilidade, assim sendo, ocorre liberação de energia na forma de onda eletromagnética (fóton - luz).

Question 11

Modelo de Bohr: qual o nome da energia recebida/liberada?

Answer 11

• A energia absorvida pelo elétron recebe o nome de quantum;
• A energia liberada pelo elétron recebe o nome de Fóton.

Question 12

Modelo de Sommerfeld: defina

Answer 12

• Ele propôs um modelo em que as órbitas não seriam mais circulares, mas sim, elipses de diferentes excentricidades. A única órbita circular seria a da primeira camada, mais próxima do núcleo.

Question 13

Modelo de Schrödinger: defina

Answer 13

• Descreve os orbitais atômicos em termos da probabilidade de se encontrar um elétron, a uma determinada região do núcleo.

Question 14

Raios anódicos: o que são?

Answer 14

• São feixes de íons positivos.

Question 15

Raios catódicos: o que são?

Answer 15

• São feixes de elétrons.

Question 16

Núcleo: quais os seus elementos constituintes?

Answer 16

• Próton (descoberto por Rutherford); e

- Nêutron (descoberto por Chadwick).

Question 17

Próton: defina

Answer 17

• São partículas com massa e carga positiva;

- Foi descoberto por Rutherford.

Question 18

Nêutron: o que motivou a sua descoberta?

Answer 18

• Experimentos que determinavam a massa dos átomos mostraram que átomos do mesmo elemento poderiam ter massas diferentes, e o aumento de massa não era proporcional ao número de prótons;
• Assim, os cientistas da época entenderam que deveria haver outra partícula no núcleo atômico;
• Essa partócula deveria ter carga neutra, pois se todos os prótons têm carga positiva, algo precisava
  existir no núcleo para conter a forte repulsão entre essas cargas.

Question 19

Nêutron: defina

Answer 19

• O nêutron tem massa igual à do próton, mas nenhuma carga;
• Por possuir cargar neutra, contem a forte repulsão entre as cargas positivas dos prótons.
• Foi descoberto por Chadwick.

Question 20

Número atômico: defina

Answer 20

• É a identidade do elemento químico;
• Essa identificação se dá através do número atômico de seus átomos, que nada mais é do que o número de prótons no núcleo;
• O número atômico é dado pela letra Z, localizada na parte inferior esquerda do elemento;
• Como todos os átomos são eletricamente neutros, o número de elétrons na eletrosfera é exatamente igual ao número de prótons.

Question 21

Elemento químico: defina

Answer 21

• Dizemos elemento químico quando pensamos na reunião de átomos de mesmo número atômico (Z).

Question 22

Número de massa: defina

Answer 22

• É a soma do número de partículas do núcleo de um átomo;
• Como somente prótons e nêutrons têm massa significativa (não desprezível), o número de elétrons não é considerado, e o número de massa (A) é a soma do número de prótons + número de nêutrons;
• O número de massa é dado pela letra A, localizada na parte superior esquerda do elemento;
• A = Z + N.

Question 23

Elétrons: o que são?

Answer 23

• Partículas com carga negativa.

Question 24

Íons: o que são?

Answer 24

• Os íons são espécies eletricamente não neutras, ou seja, são espécies carregadas positiva ou negativamente. Isto ocorre pela perda ou ganho de elétrons.

Question 25

Íons: quais os seus tipos?

Answer 25

- Cátions: - É quando o elemento perde elétrons e fica eletricamente positivo:
  \++ monovalente: perdeu um elétron;
  \++ bivalente: perdeu dois elétrons;
  \++ trivalente: perdeu três elétrons.
- Ânion: É quando o elemento recebe elétrons e fica eletricamente negativo:
  \++ monovalente: recebeu um elétron;
  \++ bivalente: recebeu dois elétrons;
  \++ trivalente: recebeu três elétrons.

Question 26

Semelhanças atômicas: quais são?

Answer 26

• Isótopos;
• Isóbaros;
• Isótono.

Question 27

Isótopo: defina

Answer 27

• São espécies que apresentam o mesmo número atômico (Z), ou seja, pertencem ao mesmo elemento químico, mas se diferem no número de massa (A) e, consequentemente, no número de nêutrons (N).

Question 28

Isóbaro: defina

Answer 28

• São átomos de elementos químicos diferentes, mas com o mesmo número de massa;
• Ou seja, podem variar o número de prótons, de nêutrons ou ambos em seus núcleos, contanto que a soma deles permaneça a mesma.

Question 29

Isótono: defina

Answer 29

• Átomos com igual número de nêutrons (n), mas diferentes massa (A) e número atômico (Z).

Question 30

Isoeletrônico: defina

Answer 30

• Átomos e íons que possuem igual número de elétrons.

Question 31

Números quânticos: defina

Answer 31

• É o endereço do elétron;
• Caracterizam os elétrons em relação às suas energias;
• Em um mesmo átomo, é nula a possibilidade de se encontrarem dois elétrons com os mesmos números quânticos.

Question 32

Números quânticos: quais os seus componentes?

Answer 32

• Número quântico principal (n);
• Número quântico secundário (l);
• Número quântico magnético (m);
• Spin (s).

Question 33

Números quânticos: caracterize o número quântico principal

Answer 33

• Corresponde às camadas eletrônicas do átomo: K (1 - 2e), L (2 - 8e), M (3 - 18e), N (4 - 32e), O (5 - 32e), P (6 - 18e) e Q (7 - 8e);
• Quanto maior o n, mais distante o elétron do núcleo e mais energética a camada.

Question 34

Camada de valência: defina

Answer 34

• É a camada mais externa do átomo, com maior número quântico n;
• É desta camada que tiramos ou colocamos elétrons, pois é a camada mais acessível do átomo;
• Também é ela que participa das ligações químicas entre os átomos.

Question 35

Números quânticos: caracterize o número quântico secundário

Answer 35

• É representado pela letra (l);
• Indica os subníveis de energia associados a cada nível principal (n)
• São designados pelas letras minúsculas s, p, d, f, g, h, etc;
• Os valores dos números quânticos secundário vão de 0 até n – 1;
  n ℓ Letra
  — — —————
  1 0 s (sharp)
  2 1 p (principal)
  3 2 d (diffuse)
  4 3 f (fundamental)

Question 36

Números quânticos: caracterize o número quântico magnético

Answer 36

• É representado pela letra (m);
• Representa as subdivisões dos subníveis de energia, chamados de orbitais (região de máxima probabilidade de se encontrar um elétron);
• Os valores assumidos pelo número quântico magnético são calculados da seguinte maneira:
  m = -ℓ … 0 … +ℓ

     ℓ                  m
    --- -----------------------------
s   0              0
p   1          -1, 0, +1
d   2      -2, -1, 0, +1, +2
f   3  -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

Question 37

Princípio da exclusão de Pauli: defina

Answer 37

• Os elétrons se comportam como pequenos ímãs com magnetismo derivado de sua rotação;
• Dentro de um mesmo orbital cabem, no máximo, dois elétrons, com spins contrários;
• Quando esses dois elétrons giram em sentidos contrários, formam campos magnéticos contrários e não se repelem, podendo coexistir no mesmo orbital.

Question 38

Regra de Hund: defina

Answer 38

• O preenchimento dos orbitais de um mesmo subnível energético deve ser feito de modo que tenhamos o maior número possível de elétrons isolados, ou seja, desemparelhados.

Question 39

Elétron emparelhado: defina

Answer 39

• Ocorre quando o elétron está acompanhado no orbital.

Question 40

Elétron desemparelhado: defina

Answer 40

• Ocorre quando o elétron está sozinho no orbital.

Question 41

Números quânticos: caracterize o spin

Answer 41

• É representado pela letra (s);
• Indica o sentido de rotação do elétron, o seu giro em torno do próprio eixo;
• Podem assumir valores de +1/2 ou -1/2;
• Levando-se em consideração o primeiro elétron a preencher um orbital, devemos considerar:
  + A convenção é a seta para cima possuindo valor de spin -1/2;
  + Preenche-se primeiro todos os orbitais com o spin p/cima. Quando concluir todas os orbitais, volta ao primeiro preenchendo com o spin p/baixo.

Question 42

Elemento paramagnético: defina

Answer 42

• Apresenta um ou mais elétrons desemparelhados;

- Facilmente atraído por ímã.

Question 43

Elemento diamagnético: defina

Answer 43

• Todos os elétrons estão emparelhados;

- Não são atraídos por ímã.

Question 44

Distribuição eletrônica: desenhe o diagrama de Pauling

Answer 44

• Desenhe.

Question 45

Distribuição eletrônica: o que significam as setas do diagrama de Pauling?

Answer 45

• Indicam a direção do crescimento de energia.

Question 46

Distribuição eletrônica de íons: como se dá?

Answer 46

• Sempre que o número de elétrons de um átomo é alterado, essa alteração acontece na sua camada de valência, que é a camada mais energética com maior número quântico n;
• Faz-se a distribuição do elemento neutro;
• Para um cátion, retiram-se os elétrons do subnível mais energético da última camada;
• Para um ânion, adicionam-se os elétrons no subnível mais energético da última camada.

Question 47

Distribuição eletrônica irregular: quando ocorre?

Answer 47

• Quando a distribuição eletrônica termina em d4 e d9;
• 4s2, 3d4 → 4s1, 3d5 (mais estável - orbitais preenchidos);
• 4s2, 3d9 → 4s1, 3d10 (mais estável - orbitais preenchidos);
• Acontece com o cromo, cobre, prata e ouro.

Question 48

Regra do octeto: defina

Answer 48

• É a estabilidade que o átomo adquire quando possui 8 elétrons em sua camada de valência.

Question 49

Elementos monovalentes, bivalentes e trivalentes: defina:

Answer 49

• Monovalente: é o elemento que precisa de 1 elétron para completar os 8 eletrons (ou dois) da camada de valência (Regra do octeto);
• Bivalente: é o elemento que precisa de 2 elétrons para completar os 8 eletrons (ou dois) da camada de valência (Regra do octeto);
• Trivalente: é o elemento que precisa de 3 elétrons para completar os 8 elétrons (ou dois) da camada de valência (Regra do octeto).

Question 50

Gás nobre: defina

Answer 50

• São os átomos já possuem naturalmente suas camadas eletrônicas preenchidas de acordo com a regra do octeto;
• Não precisam ganhar ou perder elétrons para adquirir estabilidade.