Distribuição eletrônica de Linus Pauling

O diagrama de Linus Pauling é um diagrama elaborado pelo químico norte-americano Linus Carl Pauling para auxiliar na distribuição dos elétrons pelos subníveis da eletrosfera. A eletrosfera é a região externa do átomo onde se localizam os elétrons.
A eletrosfera é dividida em sete camadas que recebem letras do alfabeto (K, L, M, N, O, P e Q) de acordo com a distância que há entre ela e o núcleo. São escritas em letras maiúsculas.
Em 1913, o físico dinamarquês Niels Böhr, baseando-se em trabalhos anteriores, propôs que os elétrons giravam ao redor do núcleo do átomo em camadas eletrônicas ou níveis de energia. Também afirmou que estes elétrons não ganham nem perdem energia ao movimentar-se em sua camada. Porém, os elétrons de um átomo podem ganhar energia e saltar para uma camada mais externa. Assim, este átomo passa a ter seus elétrons em estado excitado. Quando os elétrons voltam para sua camada original, liberam a energia adquirida anteriormente na forma de fótons.
Cada camada da eletrosfera é dividida em subníveis. Os subníveis são designados por letras minúsculas: s (sharp = nítido), p (principal), d (diffuse = difuso), f (fundamental), g, h e i, sendo esses 3 últimos ausentes no diagrama convencional, pois apesar de existirem na teoria, não há átomo que possua tantos elétrons e que seja necessário utilizar esses subníveis.
Cada camada da eletrosfera é dividida em subníveis:
• A camada K é composta pelo subnível s.
• A camada L é composta pelos subníveis s e p.
• A camada M é composta pelos subníveis s, p e d.
• A camada N é composta pelos subníveis s, p, d e f.
• A camada O é composta pelos subníveis s, p, d, f e g.
• A camada P é composta pelos subníveis s, p, d, f, g, e h.
• A camada Q é composta pelos subníveis s, p, d, f, g, h e i
Os subníveis suportam no máximo:
• s - 2 elétrons.
• p - 6 elétrons.
• d - 10 elétrons.
• f - 14 elétrons.
• g - 18 elétrons.
• h - 22 elétrons.
• i - 26 elétrons.
Assim, a camada K, que só possui o subnível s, apresenta no máximo 2 elétrons. Já a camada L, que possui os subníveis s e p, apresenta no máximo 8 elétrons (2 provenientes do subnível s e 6 provenientes do subnível p) e assim sucessivamente.
Camada de valência é o último nível de uma distribuição eletrônica. Normalmente os elétrons pertencentes à camada de valência, são os que participam de alguma ligação química, pois são os mais externos. A contagem e distribuição dos elétrons é feita sempre de dentro (perto do núcleo) para fora.
Linus Carl Pauling, químico americano, elaborou um dispositivo prático que permite colocar todos os subníveis de energia conhecidos em ordem crescente de energia. É o processo das diagonais, denominado diagrama de Pauling, representado a seguir. A ordem crescente de energia dos subníveis é a ordem na seqüência das diagonais.

A distribuição obedece a ordem crescente de energia

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d

Onde cada número corresponde a uma camada eletrônica:
1=K
2=L
3=M
4=N
5=O
6=P
7=Q

Exemplo:
A camada de valência do As (arsênio), cujo número atômico é 33, é a camada N, pois é o último nível que contém elétrons. A distribuição eletrônica deste átomo fica assim:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3; Interpretando este átomo, temos:

O número 4 corresponde à camada N. O subnível p da camada N, neste caso não está completo, pois sobraram apenas 3 elétrons para este subnível. A camada N, neste caso formada pelos subníveis s e p, soma um total de 5 elétrons. Quando completa, esta camada (N) comporta até 32 elétrons, pois é formada pelos subníveis s, p, d e f.

Distribuição Eletrônica em Íons

Átomo: nº de prótons = nº de elétrons
Íon: nº de prótons (p) ≠ nº de elétrons
Íon positivo (cátion): nº de p > nº de elétrons
Íon negativo (ânion): nº de p < nº de elétrons

Distribuição Eletrônica em Cátion: Retirar os elétrons mais externos do átomo correspondente. Exemplo: Ferro (Fe) Z = 26 → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 (estado fundamental = neutro) Fe2+ → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 (estado iônico).

Em estado de cátion, este átomo tem 2 elétrons a menos, ou seja, duas cargas negativas a menos. Isso significa que ele se torna positivo.

Distribuição Eletrônica em Ânion: Colocar os elétrons no subnível incompleto. Exemplo: Oxigênio (O) Z = 8 → 1s2 2s2 2p4 (estado fundamental = neutro) O2- → 1s2 2s2 2p6 (estado iônico).

Em estado de ânion, este átomo recebeu 2 elétrons, ou seja, tem duas cargas negativas a mais. Isso significa que ele se torna negativo.

Exemplos de distribuição eletrônica:

1 - Distribuir os elétrons do átomo normal de manganês (Z=25) em ordem de camada. Solução: Se Z=25 isto significa que no átomo normal de manganês há 25 elétrons.

Aplicando o diagrama de Pauling, teremos:

K-1s2 L - 2s2 2p6 M - 3s2 3p6 3d5 N - 4s2 4p 4d 4f O - 5s 5p 5d 5f P - 6s 6p 6d Q - 7s 7p Resposta: K=2; L=8; M=13; N=2 2 -

2 - Distribuir os elétrons do átomo normal de xenônio (Z=54) em ordem de camada.

Solução: Pela ordem da distribuição, temos:

K - 1s2 L - 2s2 2p6 M- 3s2 3p6 3d10 N- 4s2 4p6 4d10 4f O- 5s2 5p6 5d 5f P- 6s 6p 6d Q- 7s 7p Resposta: K=2; L=8; M=18; N=18; O=8

O Tratamento da Água e do Esgoto

01 - O ciclo da água
As moléculas de água que evaporam dos oceanos, rios e lagos formam as nuvens. Uma vez que as nuvens ficam pesadas o suficiente pode então chover no mesmo local onde houve a evaporação. Mas se essas nuvens forem transportadas pelos ventos pode chover em outro local. Sendo assim, nós aqui em Ribeirão Preto (interior de SP), podemos ter na nossa chuva, moléculas de água que saíram lá de Santos (litoral) ou do interior do estado de Minas Gerais, e viajaram com os ventos até aqui. Estes processos de evaporação, transporte e precipitação (chuva ou neve) fazem parte do chamado ciclo da água.

As águas subterrâneas também evaporam, pois estas molham o solo, que transpira. As plantas também transpiram, e assim, as nuvens também são formadas pelas moléculas de água com origem no solo e plantas. A água da chuva é percolada para o interior do solo com a ajuda das raízes das plantas, e assim vai penetrando mais e mais fundo, formando os lençóis freáticos. Sem as plantas grande parte da água escoa para os rios sem ter tempo de ser armazenada no subsolo.

Se chovesse sempre a mesma quantidade de água que evapora e escoa de cada região, então o volume de água disponível não mudaria. Mas sabemos que há secas até em cidades como Manaus, onde costuma a chover muito.

Olhe a Figura que mostra o ciclo da água, e note que a flecha foi colocada no sentido de transportar as nuvens dos oceanos para o continente. E se o sentido mudar? E se começar a chover mais sobre os oceanos e menos sobre o continente? Faltará água doce para re-abastecer nossos mananciais. A grande seca que ocorreu na Amazônia em 2005 foi por que o regime de ventos mudou, e deixou de transportar grandes quantidades de ar úmido do Oceano Atlântico para a Amazônia. No Brasil, a maior parte da nossa energia elétrica vem do represamento dos rios, onde a força das águas move as turbinas das usinas hidrelétricas. Como todos sabemos, se faltar água, faltará também energia.


fonte:http://www.sabesp.com.br/sabesp_ensina/basico/ciclo/default.htm

02 - Breve histórico sobre tratamento de esgoto
Este item é baseado no texto do livro “Introdução à Química Ambiental” dos autores, Júlio C. Rocha, André H. Rosa e Arnaldo A. Cardoso, páginas 29-33, Editora Bookman, 2004.

Quando poucos homens viviam sobre a Terra, estes viviam em grupos e eram nômades, isto é, se alimentavam de frutas, vegetais e animais de um certo lugar e quando a escassez aumentava, viajavam em busca de outro local mais farto. Estes grupos de humanos andavam próximos ao curso dos rios, que fornecia água, e não tinham moradias fixas. Quando abandonavam um local, a natureza degenerava o lixo que produziam.

Com o passar do tempo, o homem foi domesticando alguns animais para se alimentar, e as técnicas de agricultura também foram aprimoradas, ou seja, plantar o que comer. Com isso, este homem que antes viajava sempre que o alimento acabava, passou a se fixar em um determinado local, pois tinha o que precisava em torno de si. De nômade passou a ser sedentário. Com isso se deu início à manufatura, urbanização e industrialização. Junto com os benefícios se deu início às conseqüências ambientais maléficas como o acúmulo de lixo produzido. A taxa de lixo gerada era maior do que o tempo que a natureza levaria para degenerá-lo. Com o aumento do lixo acumulado, as condições para a proliferação de microorganismos e insetos também aumentaram e devido à proximidade com o homem, a disseminação de doenças também aumentou.

E o que fazer com o lixo produzido? Este era um sério problema enfrentado desde o primórdio das civilizações e a solução mais intuitiva era jogar no rio. Com a correnteza, o lixo seria levado para “longe” e se evitariam os problemas. Assim, deu-se início à contaminação das águas com o conhecido “esgoto doméstico”. Hoje sabemos que esta contaminação pode causar a morte de plantas e animais, comprometendo irremediavelmente o ecossistema local.

A primeira rede de distribuição de água e captação de esgoto de forma eficiente foi construída há aproximadamente 4.000 anos na Índia. Grandes tubos feitos de argila levavam as águas residuais e os detritos para canais cobertos que corriam pelas ruas e desembocavam nos campos, adubando e regando as colheitas.

Algumas cidades da antiga Grécia e a maioria das cidades romanas também dispunham de sistemas de esgotos. A população obtinha água para o abastecimento em fontes públicas e utilizava latrinas comunitárias para as necessidades fisiológicas, como a Toalete de Ephesus do século 1 d.C. Sob os assentos havia água corrente para levar os dejetos e para que o usuário lavasse a mão esquerda, utilizada na limpeza corporal.

A Idade Média (400 a 1400 d.C.) foi um período de 10 séculos sem avanços sanitários. Lixo de todo tipo se acumulava nas ruas, facilitando a proliferação de ratos e criando sérios problemas de saúde pública – um dos mais graves foi a epidemia da peste bubônica, que só na Europa, causou a morte de cerca de 25 milhões de pessoas.

No final do século XVIII, com a Revolução Industrial, a população das cidades aumentou muito causando agravamento do acúmulo de lixo e excrementos nas ruas. Isso tornou necessária e urgente a criação de um sistema de esgotos que desse conta da demanda, caso contrário, corria-se o risco de deter o progresso industrial pelo surgimento de novas epidemias e conseqüentemente êxodo das cidades. Os rios passaram a sofrer os efeitos da poluição, caracterizados pela morte dos peixes, do ecossistema, bem como a transmissão de doenças como a cólera.

Na Inglaterra surgiram as primeiras tentativas de medir e caracterizar a poluição, os primeiros regulamentos de proteção aos cursos d’água e os primeiros processos de tratamento de águas residuais. A primeira medida adotada foi a construção de sistemas de esgotos subterrâneos, o que ocorreu pela primeira vez em 1843 em Hamburgo, na Alemanha, quando a cidade foi reconstruída após um incêndio. Cientistas do século XIX concentraram esforços para combater as causas das diferentes doenças surgidas devido à falta de saneamento básico, o que impulsionou o desenvolvimento da microbiologia.

A primeira Estação de Tratamento de Água (ETA) foi construída em Londres em 1829 e tinha a função de coar a água do rio Tâmisa em filtros de areia. A idéia de tratar o esgoto antes de lançá-lo ao meio ambiente, porém, só foi testada pela primeira vez em 1874 na cidade de Windsor, Inglaterra. Não se sabia como as doenças “saíam do lixo e chegavam ao nosso corpo”. A idéia inicial é que vinham do ar, pois o volume de ar respirado por dia é muito superior ao volume de água ingerido. Porém com a descoberta de que doenças letais da época (como a cólera e a febre tifóide) eram transmitidas pela água, técnicas de filtração e a cloração foram mais amplamente estudadas e empregadas.

Atualmente, é consenso que o esgoto (efluente ou águas residuais), industrial ou doméstico, precisa ser tratado antes de ser lançado nos mananciais para minimizar seu impacto no meio ambiente e para a saúde humana. Esse tratamento é feito nas chamadas Estação de Tratamento de Esgoto (ETE). Infelizmente no Brasil, 62% da população não tem saneamento básico. Do esgoto coletado, menos de 20 % é tratado antes de ser devolvido para os rios e outros mananciais. Certamente a água nunca vai acabar, pois esta fica re-circulando entre os reservatórios (rios, oceanos, atmosfera), tanto na fase líquida, como na fase gasosa ou sólida. A questão é que quanto mais poluída for a água, mais caro será seu tratamento, e no futuro, a água de qualidade poderá ser privilégio de poucos.

03 - Como é feito o tratamento de água?
Quase toda água potável que consumimos se transforma em esgoto que é re-introduzido nos rios e lagos. Estes mananciais, uma vez contaminados, podem conter microorganismos causadores de várias doenças como a diarréia, hepatite, cólera e febre tifóide. Além dos microorganismos, as águas dos rios e lagos contêm muitas partículas que também precisam ser removidas antes do consumo humano. Daí a necessidade de se tratar a água para que esta volte a ser propícia para o consumo humano.

Quando pensamos em água tratada normalmente nos vem à cabeça o tratamento de uma água que estava poluída, como o esgoto, para uma que volte a ser limpa. Cabe aqui fazer uma distinção entre tratamento de água e tratamento de esgoto: o tratamento de água é feito a partir da água doce encontrada na natureza que contém resíduos orgânicos, sais dissolvidos, metais pesados, partículas em suspensão e microorganismos. Por essa razão a água é levada do manancial para a Estação de Tratamento de Água (ETA). Já o tratamento de esgoto é feito a partir de esgotos residenciais ou industriais para, após o tratamento, a água poder ser re-introduzida no rio minimizando seu impacto ao ambiente. Podemos dividir o tratamento de água em duas etapas, as quais chamamos de tratamento inicial e tratamento final:

Tratamento inicial:
Não há reações químicas envolvidas, somente processos físicos.

■peneiramento: elimina as sujeiras maiores.
■ sedimentação ou decantação: pedaços de impurezas que não foram retirados com o peneiramento são depositados no fundo dos tanques.
■aeração: borbulha-se ar com o intuito de retirar substâncias responsáveis pelo mau cheiro da água (ácido sulfídrico, substâncias voláteis, etc).
Topo

Tratamento final:
■coagulação ou floculação: neste processo as partículas sólidas se aglomeram em flocos para que sejam removidas mais facilmente.
Este processo consiste na formação e precipitação de hidróxido de alumínio (Al2(OH)3) que é insolúvel em água e “carrega” as impurezas para o fundo do tanque.

Primeiramente, o pH da água tem que ser elevado pela adição ou de uma base diretamente, ou de um sal básico conhecido como barrilha (carbonato de sódio):

base:

NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq)

sal básico:

Na2CO3(s) → 2 Na+(aq) + CO32-(aq)

CO32-(aq) + H2O(l) → HCO3-(aq) + OH-(aq)

Após o ajuste do pH, adiciona-se o sulfato de alumínio, que irá dissolver na água e depois precipitar na forma de hidróxido de alumínio.

dissolução:

Al2(SO4)3(s) → 2 Al3+(aq) + 2 SO43-(aq)

precipitação:

Al3+(aq) + 3 OH-(aq) → Al(OH)3(s)

■sedimentação: os flocos formados vão sedimentando no fundo do tanque “limpando” a água.
■filtração: a água da parte superior do tanque de sedimentação passa por um filtro que contém várias camadas de cascalho e areia, e assim retiram as impurezas menores.
■desinfecção: é adicionado na água um composto bactericida e fungicida, como por exemplo o hipoclorito de sódio (água sanitária, NaClO), conhecido como ‘cloro’.

04 - Como eu posso saber se estou gastando água mais do que o necessário?
Estamos tão habituados com a abundância de água que esquecemos que ela é fundamental à vida de todos os seres humanos e à manutenção de todos os ecossistemas. Necessitamos da água para um simples banho, para beber, para a agricultura e para tantas outras necessidades que muitas vezes nem nos damos conta.

O fato é que a quantidade de água doce disponível para tudo o que fazemos é muito pequena, perto de 3% do volume total existente, pois os outros 97% é de água salgada. Desses 3% de água doce, grande parte está na forma de gelo, portanto apenas 1% está acessível para a população de todo o planeta.

A quantidade mínima de água necessária para a vida de um ser humano varia de acordo com seu padrão de vida, o local em que mora, e seus hábitos. O consumo médio por indivíduo deveria ser de cerca de 300 L por dia, levando-se em conta que este vive em uma sociedade desenvolvida. Porém, para levar uma vida saudável, segundo a Organização Mundial da Saúde, o consumo mínimo de água potável diário seria de 50 L. No Brasil, é adotado como consumo de água necessário para uma vida confortável numa residência, de 150 a 200 litros por pessoa por dia.

Para saber se você e os membros de sua casa são consumidores moderados de água, faça o desafio 1. Se o resultado em sua casa for menor que 150 L por pessoa, significa que vocês praticam a economia de água. Se o resultado for entre 150 e 300 L é sinal de que vocês estão no limite do bom senso. Mas se passar de 300 L, significa que vocês devem refletir sobre a utilização da água na sua casa, ou mesmo averiguar se este elevado consumo não seria por causa de vazamentos.

05 - Experimento e questões sobre tratamento de água
Recomendamos ler antes o texto de apoio no inicio da página.

Experimento: Duração de aproximadamente 30 minutos.
Objetivos
Promover reflexões sobre a utilização da água em nosso cotidiano e o papel de cada um no uso racional deste bem de consumo. Reproduzir em pequena escala no laboratório o processo de coagulação, sedimentação e filtração, envolvido no tratamento de água e discutir questões ligadas ao uso da água tratada e o ciclo da água.

MATERIAIS
■vidro (como os de maionese ou café solúvel)
■colher de plástico de sobremesa
■sulfato de alumínio (Al2(SO4)3)
■hidróxido de sódio (soda cáustica NaOH)
■solo
■filtro de areia e carvão preparado com garrafa pet
PROCEDIMENTO
1.Coloque água da torneira até cerca de 2/3 do volume do vidro.
2.Adicione uma “pitada” de terra (só para a água ficar turva).
3.Adicione uma colher rasa de soda cáustica (NaOH) e agite a solução cuidadosamente com a colher. Lave a colher tomando cuidado para não colocar os dedos na parte que tocou na solução de soda cáustica e enxugue com um pedaço de papel.
4.Em seguida, com a colher seca, adicione 2 colheres rasas de sulfato de alumínio e misture muito bem.
5.Deixe em repouso em torno de 10 minutos. Anote suas observações.
6.Filtre o sobrenadante e recolha o filtrado. Para preparar o filtro, corte a garrafa ao meio e inverta a parte superior, encaixando-a na base. Enrole um tecido na boca da garrafa e preencha com carvão e areia.

NO FINAL DO EXPERIMENTO
Deposite o precipitado presente no vidro (Al(OH)3) em um recipiente fornecido pelo professor. A Legislação Brasileira permite que a água tratada tenha no máximo 0,1mg/L de alumínio. O hidróxido de alumínio produzido no experimento poderá ser recuperado ou a solução poderá ser diluída com água da torneira até que se atinjam níveis aceitáveis pela legislação. Só então esta poderá ser descartada na pia. Lave todo material e organize sua bancada.

Faça uma tabela de resultados.

QUESTÕES PARA DISCUSSÃO

1.Qual o nome dos processos químicos utilizados no experimento?
2.Por que não se pode adicionar Al(OH)3 diretamente na água durante o tratamento?
3.Para que pudéssemos consumir a água do experimento, quais os outros tratamentos que seriam necessários fazer?
4.A água pode acabar?
5.Por que devemos evitar o desperdício de água? Dê algumas sugestões para evitar o desperdício.
6.Lavar (e varrer) a calçada com uma mangueira lhe parece uma boa prática ambiental?
7.Quando você toma um banho gelado em casa, você gasta energia?
8.Desperdiçar água significa que você está contribuindo mais para a emissão de CO2 na atmosfera?
Fonte:

http://www.usp.br/qambiental/tratamentoAgua.html>acesso em 21 de abril 2011

Átomo - Exercícios Avaliativos

Exercícios Avaliativos - Características do Átomo -

01) Um átomo tem 34 prótons e 26 nêutrons. Quantos elétrons há neste átomo e qual é o seu número de massa?
02) Calcule o número de massa de um átomo cujo número atômico é 36 e ele apresenta 38 nêutrons.
03) Determine quantos nêutrons há no núcleo de um átomo cujo número atômico é 70 e que o número de massa vale 154.
04) Se um átomo X qualquer possuir 95 elétrons e 34 nêutrons, qual será seu número de massa?
05) Ache o número de prótons de um átomo sabendo que o seu número de massa vale 245 e que este átomo possui 69 nêutrons.

06) Resolva este teste: UFSC) São dados os átomos abaixo:

I) 35Br80 II) 36Kr80 III) 35Br81 IV) 36Kr81

Indique as proposições verdadeiras e justifique.
a) I e III são isótopos b) II e IV possuem o mesmo número de massa
c) I e IV têm igual número de nêutrons d) I e II possuem o mesmo número de massa
e) II e III são isótopos


07) Resolva esta questão: Considerando os átomos:19X40 , 20Y40 , 19R39 podemos afirmar
que:
a) Y e R são isótopos b) X e R são isóbaros c) X e R são isótonos
d) X e R pertencem ao mesmo elemento químico
e) X e Y deveriam estar representados pelo mesmo símbolo químico


08) Um átomo X tem 56 prótons e 81 nêutrons. Um átomo Y tem número de massa 138 e é isótono de X, logo podemos afirmar que o número de nêutrons do átomo Y é igual a:
a) 56 b) 57 c) 81 d) 82 e) 138


09) O carbono 14 é um isótopo radioativo do carbono 12, utilizado para identificar a idade dos fósseis. Sobre ele, é correto afirmar que:

a) tem maior número de elétrons que o carbono 12 b) sua ação radioativa dura 14 anos
c) tem maior número de prótons que o carbono 12 d) tem maior número de camadas eletrônicas que o carbono 12
e) tem maior número de nêutrons que o carbono 12

10) Os isótopos possuem respectivamente os seguintes números de nêutrons:
a) 8, 8, 8 b) 8, 9, 10 c) 16, 17, 18 d) 24, 25, 26 e) 18, 17, 16

Histórico do Átomo

Os atomistas na antiga Grécia

Por volta de 450 a.C. os átomos de Demócrito deveriam atender às seguintes condições:Os átomos constituíram toda e qualquer matéria;Os átomos seriam qualitativamente iguais, diferindo, apenas, na forma, no tamanho e na massa.Para Demócrito, a grande variedade de materiais na natureza provinha dos movimentos dos diferentes tipos de átomos, que, ao se chocarem, formavam conjuntos maiores, gerando diferentes corpos, com características próprias. Os fundamentos de Demócrito para os átomos foram tomando corpo com o passar do tempo. Epicuro (341 a.C. - aproximadamente 270 a.C.) complementou suas ideias ao sugerir que haveria um limite para o tamanho dos átomos, justificando assim a razão de serem invisíveis.Acreditava-se que a matéria seria constituída de elementos da natureza como fogo, água, terra e ar, que misturados em diferentes proporções resultariam em propriedades físico-químicas diferentes.Leucipo e Demócrito imaginaram que a matéria não poderia ser dividida infinitamente, mas partindo-a várias vezes, chegaríamos a uma partícula muito pequena:uma esfera indivisível, impenetrável e invisível. Com a ajuda de Lucrécio,a ideia dos filósofos teve rápida propagação[editar] Evolução histórica da ideia de átomo

O Modelo de Dalton

John Dalton, em 1803, criou um modelo que retomava o antigo conceito dos gregos. Ele imaginou o átomo como uma pequena esfera, com massa definida e propriedades características. Dessa forma, todas as transformações químicas podiam ser explicadas pelo arranjo de átomos. Toda matéria é constituída por átomos. Esses são as menores partículas que a constituem; são indivisíveis e indestrutíveis, e não podem ser transformados em outros, nem mesmo durante os fenômenos químicos. Os átomos de um mesmo elemento químico são idênticos em massa e se comportam igualmente em transformações químicas. As transformações químicas ocorrem por separação e união de átomos. Isto é, os átomos de uma substância que estão combinados de um certo modo, separam-se, unindo-se novamente de uma outra maneira.

O Modelo Atômico de Thomson

Entre 1813 e 1834, um cientista chamado Michael Faraday estudou a relação entre as quantidades de materiais em transformações químicas e de eletricidade necessária para realizar essas transformações. Esses estudos evoluíram até que, em 1891, a unidade mais simples de eletricidade foi determinada e denominada elétron.A descoberta de partículas com carga elétrica fez com que o modelo atômico de Dalton ficasse superado. Em 1897, Thomson idealizou um experimento para medir a carga elétrica do elétron. Com base em seu experimento, e considerando o átomo eletricamente neutro (com quantidades iguais de partículas positivas e negativas), ele representou o átomo como uma esfera uniforme, de carga positiva, incrustada de elétrons (partículas negativas). Daí vem o nome do modelo:"pudim de passas".

Modelo Atômico de Rutherford

Em 1908, realizando experiências de bombardeio de lâminas de ouro com partículas alfa (partículas de carga positiva, liberadas por elementos radioativos), Rutherford fez uma importante constatação: a grande maioria das partículas atravessava diretamente a lâmina, algumas sofriam pequenos desvios e outras, em número muito pequeno (uma em cem mil), sofriam grandes desvios em sentido contrário.A partir dessas observações, Rutherford chegou às seguintes conclusões:No átomo existem espaços vazios; a maioria das partículas o atravessava sem sofrer nenhum desvio.No centro do átomo existe um núcleo muito pequeno e denso; algumas partículas alfa colidiam com esse núcleo e voltavam, sem atravessar a lâmina.O núcleo tem carga elétrica positiva; as partículas alfa que passavam perto dele eram repelidas e, por isso, sofriam desvio em sua trajetória.Pelo modelo atômico de Rutherford, o átomo é constituído por um núcleo central, dotado de cargas elétricas positivas (prótons), envolvido por uma nuvem de cargas elétricas negativas (elétrons).Rutherford demonstrou, ainda, que praticamente toda a massa do átomo fica concentrada na pequena região do núcleo.

Dois anos depois de Rutherford ter criado o seu modelo, o cientista dinamarquês Niels Bohr o completou, criando o que hoje é chamado modelo planetário. Para Bohr, os elétrons giravam em órbitas circulares, ao redor do núcleo. Depois desses, novos estudos foram feitos e novos modelos atômicos foram criados. O modelo que representa o átomo como tendo uma parte central chamado núcleo, contendo prótons e nêutrons, serve para explicar um grande número de observações sobre os materiais.

O Modelo Atômico de Niels Bohr e a Mecânica Quântica:

Modelo atômico de Bohr.

O modelo planetário de Niels Bohr foi um grande avanço para a comunidade científica, provando que o átomo não era maciço. Segundo a Teoria Eletromagnética, toda carga elétrica em movimento em torno de outra, perde energia em forma de ondas eletromagnéticas. E justamente por isso tal modelo gerou certo desconforto, pois os elétrons perderiam energia em forma de ondas eletromagnéticas, confinando-se no núcleo, tornando a matéria algo instável.Bohr, que trabalhava com Rutherford, propôs o seguinte modelo: o elétron orbitaria o núcleo em órbitas estacionárias, sem perder energia. Entre duas órbitas, temos as zonas proibidas de energia, pois só é permitido que o elétron esteja em uma delas. Ao receber um quantum, o elétron salta de órbita, não num movimento contínuo, passando pela área entre as órbitas (daí o nome zona proibida), mas simplesmente desaparecendo de uma órbita e reaparecendo com a quantidade exata de energia. Se um pacote com energia insuficiente para mandar o elétron para órbitas superiores encontrá-lo, nada ocorre. Mas se um fóton com a energia exata para que ele salte para órbitas superiores, certamente o fará, depois, devolvendo a energia absorvida em forma de ondas eletromagnéticas.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo 12 de abril 2011

As Características do Átomo

O Átomo

Um átomo é a menor porção em que pode ser dividido um elemento químico, mantendo ainda as suas propriedades. Os átomos são os componentes básicos das moléculas e da matéria comum. São compostos por partículas subatómicas. As mais conhecidas são os prótons, os nêutrons e os elétrons. Assim podemos concluir que os átomos são partículas elementares constituintes da matéria e, que, tudo é composto por átomos.

Estrutura do Átomo

O elétron e o próton não possuem nem as mesmas cargas, nem a mesma massa. O próton é 1836,11 vezes mais massivo que o elétron. Usando como exemplo hipotético um átomo de vinte prótons e vinte nêutrons em seu núcleo, este estando em equilíbrio eletrodinâmico terá vinte elétrons orbitando em suas camadas exteriores. Sua carga elétrica está em perfeito equilíbrio, porém 99,97% de sua massa se encontrará no núcleo; apesar deste conter praticamente toda a massa, em termos de volume em relação ao tamanho do átomo e suas orbitais é minúsculo. O núcleo atômico mede em torno de 10-13 centímetros de diâmetro, enquanto que o átomo mede cerca de 10-8 centímetros. O átomo é cem mil vezes maior que seu núcleo, e sua estrutura interna pode ser considerada oca, pois para encher todo este espaço vazio de prótons e nêutrons (ou núcleos) necessitaríamos de um bilhão de milhões de núcleos.

A) Número atômico (Z)

O elemento químico é um conjunto de átomos que tem o mesmo número de prótons no núcleo. Este número é conhecido como o número atômico do elemento. Por exemplo, todos átomos com seis prótons no núcleo são átomos do elemento carbono. De forma inversa, denomina-se elemento químico todos os átomos que possuem o mesmo número atômico (Z), ou seja, o mesmo número de prótons. Oxigênio é o elemento químico constituído por todos os átomos que possuem número atômico 8, ou seja, com 8 prótons.

O Cálcio é o elemento químico constituído por todos os átomos que possuem número atômico 20, ou seja, com 20 prótons. Portanto, o número atômico é característica para cada elemento químico, sendo o seu número de identificação. Para representar o número atômico de um elemento juntamente com seu símbolo, usamos a notação ZE (com o número de massa em subscrito à esquerda do símbolo), onde Z é o número atômico e E é o símbolo do elemento. Por exemplo, 8O (oxigênio, com 8 prótons), 20Ca.

B) Número de massa (A)

Número de massa, simbolizado pela letra A, é a soma do número de prótons e nêutrons contidos no núcleo de um átomo. A = Z + N (N = número de nêutrons) Exemplo: o núcleo de um certo átomo de sódio contém 11 prótons e 12 nêutrons, portanto, o seu número de massa é 23. O termo "massa" para este número é devido ao fato dos prótons e nêutrons serem as partículas subatômicas responsáveis por quase a totalidade da massa dos átomos. Os elétrons e as demais partículas apresentam massas praticamente desprezíveis. Assim como o número atômico pode ser representado como subscrito à esquerda do símbolo, o número de massa pode ser representado como superscrito (acima). Por exemplo, 23Na, 14C, 131I. É possível, ainda, representar simultaneamente o número de massa e o atômico. Observação: Número de massa não é o mesmo que massa atômica.

O número atómico corresponde ao número de prótons num átomo. Por esse motivo, os isótopos de um certo elemento contém o mesmo número de prótons. A diferença nos pesos atômicos resulta de diferenças no número de nêutrons nos núcleos atômicos. Quando queremos nos referir a um isótopo específico de um elemento, dizemos o nome do elemento seguido de seu número de massa: carbono-14, oxigênio-18, urânio-235.

C) Massa atômica

Em referência a um certo elemento químico, a massa atômica (também chamada massa atômica média) é a massa atômica média dos isótopos do elemento químico. Essa média leva em linha de conta as frequências relativas dos isótopos do elemento (é uma média ponderada). O exemplo mais conhecido é o do cloro, cuja massa atômica é aproximadamente igual a 35,5. Isso se deve ao fato de o elemento cloro, na natureza, ser encontrado 75% na forma de cloro-35 e 25% na forma de cloro-37. A unidade da massa atômica é o uma (unidade de massa atômica) ou simplesmente u.m.a.

Representando Átomo:

Entenda esta notação abaixo, é importante que você compreenda, muitos exercicios sobre o estudo do átomo dependem deste entendimento...

As Partículas do Átomo: Suas Massas e Cargas:

Simbologia importante sobre o átomo:

Todo átomo é representado pelo símbolo e algumas características expressas no seu simbolo como o número atômico (Z) e o número de massa (A):

ISÓTOPOS , ISÓBAROS E ISÓTONOS

a) Isotopia:
Isotopia é o fenômeno segundo o qual átomos de diferentes números de massa constituem o mesmo elemento químico. Assim sendo, dizemos que: Isótopos são átomos de um mesmo elemento que apresentam o mesmo numero atômico e diferentes números de massa.
O nome do isótopo é dado pelo nome do elemento a que pertence, seguido do respectivo número de massa. Alguns Isótopos:

Isótopos do oxigênio: Oxigênio-16; Oxigênio-17; Oxigênio-18
Isótopos do urânio: Urânio-235; Urânio-238
Isótopos do cloro: Cloro-35; Cloro-37

b) Isobaria:
Isobaria é o fenômeno segundo o qual átomos diferentes apresentam o mesmo numero de massa. Assim dizemos que: Isóbaros são átomos de elementos distintos que apresentam o mesmo número de massa e diferentes números atômicos. Exemplo:

c) Isotonia:
Isotonia é o fenômeno segundo o qual átomos diferentes tem o mesmo numero de nêutrons.
Assim dizemos que: Isótonos são átomos de elementos químicos distintos que apresentam diferentes números atômicos, diferentes números de massa e mesmo numero de nêutrons. Veja o exemplo abaixo:

O que são moléculas?

Os átomos podem possuir entre si uma ligação tão forte que para separá-los é necessária uma quantidade razoável de energia, portanto, permanecem juntos. Estas combinações são chamadas de moléculas. Uma molécula é a menor parte indivisa de um composto químico e que possui um conjunto único de propriedades químicas. A molécula é constituída de dois ou mais átomos ligados quimicamente. Nem sempre dois átomos em contato são suficientes para ter estabilidade, havendo necessidade de uma combinação maior para tê-la. Por outro lado, os átomos dos gases nobres já são estáveis e não se combinam para formar moléculas. Para formar uma molécula de hidrogênio são necessários dois átomos deste elemento, uma molécula de oxigênio, necessita de dois átomos de oxigênio, e assim sucessivamente.

Para a formação de uma molécula de água são necessários dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio; metano, necessita de um átomo de carbono e quatro de hidrogênio; dióxido (bióxido) de carbono, um carbono, e dois oxigênios; assim sucessivamente.

Existem casos de moléculas serem formadas por milhões de átomos. Isto ocorre porque o átomo de carbono pode partilhar elétrons com até quatro elementos diferentes simultaneamente. Logo, pode ser possível a constituição de cadeias, anéis, e ligações entre estas moléculas longas, que são a base da chamada química orgânica. Esta é a base das moléculas que caracterizam o tecido vivo, ou seja, a base da vida.