Competências a desenvolver/ a atingir:
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9º Ano
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COMPETÊNCIAS A DESENVOLVER/ A ATINGIR:
Reconhecer que os átomos são diferentes com base no número atómico e no número de massa;
Identificar isótopos como sendo átomos do mesmo elemento, mas com diferente número de massa;
Distribuir os eletrões por camadas ou níveis de energia de acordo com a teoria de Borh.
SUMÁRIO (SOMMAIRE):
Evolução dos modelos do átomo. Estrutura atómica, revisão. Número de massa (A) e número atómico (Z). Distribuição eletrónica (ou configuração eletrónica).Resolução de exercícios.( Evolution des modèles de l’atome. Structure atomique, révision.Nombre de masse (A) et numéro atomique (Z). Configuration électronique.Résolution d’exercices.)
CONCEITOS CHAVE (MOTS CLEFS):Átomo (Atome), eletrão, protão e neutrão (eletron, proton et neutron), número de
massa (nombre de masse), número atómico (numéro atomique) e isótopos (isotope).
CRITÉRIOS DE SUCESSO:
Saber a evolução da teoria atómica, identificando cada modelo atómico ao longo dos anos e sec.
Identificar e caracterizar as diferentes partículas subatómicas;
Compreender o significado de número atómico e de número de massa;
Determinar o número de partículas subatómicas com base no número de massa e no número atómico;
Identificar isótopos;
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RÉPOND AUX QUESTIONS SUIVANTES:1. Quelles sont les particules fondamental de
l’atome?a) Positron, neutrino et photonb) Proton, electron, quark et neutronc) Neutron, proton et electron
2. Fait un dessin d’un atome, n'oublie pas de faire la légende du dessin.
3. Observe les elements suivants: quelle est celui qui a le plus grand nombre de proton?
a) Hb) Kc) Na
4. Un isotope c’est…:a) …un átome d’un même element chimique avec le même nombre de masse. b) …un atome d’un même element chimique parce-qu’il a le même numéro
atomique mais diférent nombre de masse.c) …un atome d’un même element chimique qui difére dans le numéro d’eletrons.
5. Fait correspndre les colones?
1.Atome avec une charge positive.2.Atome avec une charge négative.3. Atome qui à perdu ces électrons.4. Atome qui à gagner des électrons.
A- CationB- Anion
Eletrão – Partícula com carga negativa (e-)Protão –
Partícula com carga positiva (p+
)
Neutrão – Partícula com carga neutra, sem carga (n
0
)
1 et 3 – A2 et 4 –B
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ESTRUTURA ATÓMICA1, 2
ÁTOMO: Constituinte fundamental da matéria de dimensões reduzidas, na ordem
dos 10-12 m, isto é 1 picómetro (pm). É possível observar átomos a partir
do microscópio eletrónico de efeito de túnel (Figura 1)
Figura 1: Imagem aumentada 20 milhões de vezes da superfície de átomos de silício (Si) (em, Rodrigues M. M. R. D. et al, 1996)
Como será um átomo?
Qual a sua constituição?
ÉVOLUÇÃO DO MODELO ATÓMICO
460 – 370 a. C
Antiguidade Grega, Demócrito (Filósofo Grego (Figura 2)) a matéria era constituídas por partículas indivisíveis – Os átomos.
Figura 2: Escultura do Filósofo grego Demócrito.
Inicio séc. XIX
Figura 4: Modelo atómico de Dalton
No início do séc. XIX, o cientista John Dalton (Figura 3) ainda imaginava os átomos como partículas indivisíveis e indestrutíveis (Figura 4)
Figura 3: John Dalton
1- Rodrigues M. M. R. D. et al. (1996) Química na nossa vida. Porto Editora. Porto. pp. 10-342- Chang R. (1994) Química. McGraw- Hill. Lisboa. pp.35-67
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Carga Positiva (partícula com carga positiva)
Electrões (carga negativa)
Figura 5: modelo atómico de Thomson
Finais do séc. XIX
Nos finais do séc. XIX, J. J. Thomson (figura 6) realizou experiências com tubos de descargas (tubos catódicos) com gás rarefeito, assim explicou que os fenómenos ocorridos no tubo se deviam à existência de carga elétrica negativa. O átomo era uma partícula com carga positiva onde se encontravam dispersas partículas com carga negativa, os eletrões em número suficiente para que a carga global fosse nula (figura 5)
Figura 6: J. J. Thomson
Início do séc. XX (1910)
Núcleo
Electrões
Figura 7: Modelo atómico de Rutherford
Figura 8: Ernest Rutherford
Com base experimental (Bombardeamento de lâminas de ouro com partículas ) Rutherford (figura 8) chegou à conclusão que os átomos eram constituídos por: Um núcleo muito pequeno e com carga positiva onde se concentra a massa total do átomo; Electrões, com carga negativa, que se movem à volta do núcleo como os planetas à volta do Sol.Modelo planetário do átomo (figura 7)
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1913
Núcleo
Electrões
Órbitas
Figura 9: Modelo atómico de Bohr
Figura 10: Niels Bohr
Niels Bohr (figura 10) completa o modelo de Rutherford definindo o átomo como sendo uma partícula com as seguintes características: Os electrões movem-se à volta do núcleo em órbitas circulares (figura 9); Cada órbita tem um determinado valor de energia; As órbitas mais afastadas são as de maior energia.
NOS NOSSOS DIAS
Núcleo
Nuvem electrónica
Figura 11: Modelo de nuvem eletrónica
Atualmente, sabe-se que os eletrões movem-se em torno do átomo aleatoriamente e com velocidades muito elevadas formando uma espécie de nuvem uniforme e mais densa próximo do núcleo (figura 11), pois a probabilidade de encontrar um eletrão é maior.
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MODELO DE NUVEM ELECTRÓNICA
Eletrão – Partícula com carga negativa (e-)
Protão – Partícula com carga positiva (p+)
Neutrão – Partícula com carga neutra, sem carga (n0)
O átomo é eletricamente neutro, isto é o número de protões é igual ao número de eletrões
Os átomos serão todos iguais?
Átomos diferentes têm número de
protões, de electrões e de
neutrões diferentes.
É o número de partículas que
distingue cada átomo, assim cada
átomo terá um número atómico
(Z) e um número de massa (A)
próprio.
XA
Z
Número de massa
Número atómico
Símbolo químico
A – Soma entre o número de protões e de neutrões (n0 + p+)
Z – Número de protões (p+)
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Observa!
H H H1 1 1
1 2 3
O O O8 8 8
16 17 18
Comenta cada caso!
Para cada caso os símbolos são iguais, o hidrogénio (H)
e o oxigénio (O) respetivamente;
Têm o mesmo número atómico, para o exemplo do
hidrogénio é 1 e para o oxigénio é 8;
O número de massa é diferente entre átomos com o
mesmo símbolo.
Calculando o número de partículas para cada caso
verifica-se que:
H1
11- protão
1- electrão
0- neutrão
H1
21- protão
1- electrão
1- neutrão
H1
31- protão
1- electrão
2- neutrões
O8
168- protões
8- electrões
8- neutrõesO
8
178- protões
8- electrões
9- neutrõesO
8
188- protões
8- electrões
10- neutrõesCONCLUSÕES
Representam átomos do mesmo elemento
químico, pois têm o mesmo número atómico;
Diferem no número de massa pois o número
de neutrões é diferente;
Então são Isótopos
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ESTRUTURA ELECTRÓNICA DOS ÁTOMOS
Os eletrões distribuem-se na nuvem eletrónica por níveis de energia. Quanto mais próximo do
núcleo estiver um eletrão menor será a sua energia, assim sendo terão maior energias os que
estiverem mais afastados do núcleo;
Em cada nível de energia existem 2n2 eletrões (n corresponde ao número do nível);
Segundo Bohr o último nível nunca deverá ter mais do que 8 eletrões.
AU
ME
NT
O D
E E
NE
RG
IA
n = 1 (K)
n = 2 (L)
n = 3 (M)
n = 4 (N)
Distribuição eletrónica do átomo de cálcio –
2:8:8:2
Os níveis de energia são preenchidos de
forma ordenada. Um nível de maior energia
é preenchido quando os anteriores
estiverem convenientemente preenchidos
Ca20
Os electrões do último nível de energia chamam-se electrões de valência
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Exemplos
n = 1 (K)
n = 2 (L)
n = 3 (M)
Al132:8:3
n = 1 (K)
n = 2 (L)
n = 3 (M)
Ar18 2:8:8
13- protões
13- electrões
14- neutrões
Al13
27
2:8:3
Ar18
40 18- protões
18- electrões
22- neutrões
2:8:8
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Os eletrões estarão sempre nos mesmos níveis de energia?
Poderão saltar de um nível de baixa energia para um de maior energia?
n = 1 (K)
n = 2 (L)
n = 3 (M)
Al13
2:8:3
Absorção de energia
Libertação de energia
2:7:4
Estado fundamentalEstado fundamental Estado excitadoEstado excitado
n = 1 (K)
n = 2 (L)
n = 3 (M)
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Como se formam os iões?
Porque é que alguns átomos têm tendência para formar iões?
ESTRUTURA ELECTRÓNICA DOS IÕES
Em determinadas circunstâncias pode existir transferência de eletrões entre os átomos, formando-se iões, átomos com carga elétrica:
Se um átomo ceder eletrões, fica com excesso de carga positiva, então transforma-se num átomo com carga positiva ou Catião;
Se um átomo receber eletrões, fica com excesso de carga negativa, então transforma-se num átomo com carga negativa ou anião.
Na11
23Na+
11
23- 1e-
11- protões
11- electrões
12- neutrões
11- protões
10- electrões
12- neutrões
2:8:1 2:8
F9
19F-
9
19+ 1e-
9 - protões
9 - electrões
10- neutrões
9- protões
10- electrões
10- neutrões
2:7 2:8
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Analisa a distribuição electrónica de cada espécie!
Na11
232:8:1 Na+
11
232:8
F9
19 2:7 F-
9
192:8
Que pode concluir?
Os iões Na+ (sódio) e F- (flúor) têm o mesmo número de eletrões,
são chamadas de espécies isoeletrónicas;
Em cada um dos iões o nível de valência tem o mesmo número de
eletrões, 8, ou seja está totalmente preenchido (segundo a teoria de
Bohr);
Os átomos têm a tendência a formar iões para se tornarem mais
estáveis, isto é adquirirem a estrutura de gás nobre (são
elementos que têm todos os níveis preenchidos), como por
exemplo o Árgon (Ar) – 2:8:8.