Quimica 001 modelos atomicos

QUÍMICA

ATOMÍSTICA
1. MODELOS ATÔMICOS Sabemos, atualmente, que os átomos não são
compactos e são cada vez mais divisíveis. No entan-
Teoria de Dalton (1803): to, tal teoria é suficiente para justificar as Leis Ponde-
Toda matéria é constituída por átomos; rais (leis que relacionam a massa das substâncias que
Átomos de um mesmo elemento químico participam de uma determinada reação química).
possuem propriedades químicas e físicas
iguais;
Todo átomo corresponde a uma esfera ex-
tremamente pequena, compacta (maciça),
sem carga e indivisível.

Teoria de Dalton justificando a lei da conservação das
massas (Lavoisier) e das proporções definidas (Proust)
Hidrogênio Oxigênio Água Teoria de Dalton
A massa total se conserva devido
+ Produzindo a uma conservação do número
total de átomos.
Lei de Lavoisier
4g + 32g Produzindo 36g
4g + 32g = 36g (massa constante)

x2 x2 x2

8g + 64g Produzindo 72g

Lei de Proust
4g 32g 36g
Mesma proporção em massa.
8g 64g 72g

Lei de Dalton
+ Produzindo Como as quantidades de átomos
são proporcionais, as massas
também são proporcionais.

Teoria de Thomson (1898) tral (chamada de núcleo) que possui carga
Todo átomo é formado por uma “matéria posi- positiva, ocupada pelos prótons;
tiva”, na qual se encontrariam os elétrons distribuídos Ao redor do núcleo, envolvendo o mesmo
ao acaso. encontra-se a eletrosfera, região preenchida
pelos elétrons (partículas de carga negativa
+ e de massa desprezível, aproximadamente
+ 1840 vezes mais leves que os prótons).
+
elétron
+ +
elétron
Modelo do pudim de passas.

Teoria de Rutherford (1911): núcleo
O átomo não é uma massa compacta (maci-
ço), possui mais espaços vazios que preen-
elétron
chidos;
A estrutura geral de um átomo é constituída
de núcleo e eletrosfera; Postulados de Bohr (1913):
Quase que a totalidade da massa do átomo Para tentar explicar os espectros atômicos, Bo-
se concentra em uma pequena região cen- hr formulou uma série de postulados:

Editora Exato 1

Os elétrons, nos átomos, movimentam-se É a melhor maneira de se caracterizar e identi-
ao redor do núcleo em trajetórias circulares, ficar o átomo de um elemento químico (é a identida-
chamadas de camadas ou níveis de energia. de do elemento). Não existem 2 ou mais elementos
Cada um desses níveis possui um determi- químicos com o mesmo Z.
nado valor de energia. Representação:
Um elétron não pode permanecer entre dois
destes níveis. X símbolo do elemento
número atômico Z
Um elétron pode passar de uma camada pa-
ra outro de maior energia, desde que absor-
va energia externa (energia elétrica, luz, Exemplo:
calor etc.). Quando isso acontece, dizemos
que o elétron foi “excitado” ou ativado. Z = 13 Como o átomo é neutro:
O retorno do elétron à camada inicial se faz 13 Al np = 13 np = ne
ne = 13
acompanhar da liberação de energia na
forma de ondas eletromagnéticas (por e- Z = 12 Trata-se de um cátion (íon de carga positiva)
xemplo, na forma de luz). 12 Mg
2+
np = 12 onde:
ne = 10 np > ne
Este modelo explica as cores emitidas nos
fogos de artifícios e que cada átomo emite
uma cor diferente.
4. NÚMERO DE MASSA (A) – PRÓTONS E
2. TEORIA ATÔMICA MODERNA (ESTRU- NÊUTRONS
TURA ATÔMICA BÁSICA)
Como a massa do átomo se encontra no núcleo
Prótons (+) e lá encontramos os prótons e os nêutrons, teremos
então que:
Núcleo
A = np + N
Nêutrons
(partículas sem carga)
Como np = Z, teremos matematicamente que:
Átomo
A=Z+N
Representação:
Eletrosfera Elétrons (_ ) A
Z
X ou Z
XA
Z = 11
Relações: 
Tamanho: Eletrosfera = 104 até 105 vezes mai- np = 11
23 1+ 
or que o núcleo. 11Na  A = 23
n = 12
Massa: mp = mn = 1840 x me (aproximadamen-  n
te). ne = 10

Átomo Neutro:
5. CLASSES DE ELEMENTOS
np = ne
a) ISÓTOPOS:
Átomo Ionizado:
São átomos do mesmo elemento químico, que
np ≠ ne apresentam o mesmo número de prótons (mesmo Z).

Cátion (+)
np > ne Átomo que perdeu
elétrons.
Íon

Ânion ( _)
np < ne Átomo que ganhou
elétrons

3. NÚMERO ATÔMICO (Z)
Corresponde ao número de prótons presentes
no núcleo de um átomo.
Z = np

Editora Exato 2

Exemplos: 6. DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA

1 2 3 K L M N O P Q
H H H
1 1 1
+
1 2 3 4 5 6 7
Eletrosfera
núcleo

Z 6.1. Camadas eletrônicas, ou níveis de
energia
16 17 18
O O O A eletrosfera de um átomo era dividida em ní-
8 8 8 veis de energia. Agora, acredita-se que os elétrons se
distribuem na eletrosfera em níveis e em suas subdi-
visões: os subníveis.

Diagrama de Linus Pauling:
N=1⇒K 1s2 → 2e-
Z N=2⇒L 2s2 6
2p → 8e-
N=3⇒M 3s2 3p6 3d10 →18e-
N=4⇒N 4s2 4p6 4d10 4f14 → 32e-
b) ISÓBAROS: N=5⇒O 5s2 5p6 5d10 5f14 5g18 → 50e-
São átomos de diferentes elementos químicos N=6⇒P 6s2 6p6 6d10 6f14 6g18 6h22 → 72e-
(diferentes Z), que apresentam o mesmo número de N=7⇒Q 7s2 7p6 7d10 7f14 7g18 7h22 7i26 → 98e-
massa.
Exemplo: Observe que uma camada de número N es-
A tá subdividida em Ns subníveis de energia.

40 40 6.2. N.º máximo de elétrons por cama-
K Ca da
19 20
O número máximo de elétrons, teoricamente
possível, para cada nível de energia pode ser deter-
c) ISÓTONOS: minado pela fórmula de Rydberg: 2N2, onde N é o n.º
São átomos de diferentes elementos químicos da camada.
(diferentes Z),que apresentam o mesmo número de Aplicando essa equação para os sete níveis ou
nêutrons. camadas, temos:
Exemplo: Camadas K L M N O P Q
3 4
⇓ ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ ⇓
H He Nº. máximo teó- 2 8 18 32 50 72 98
1 2
rico de elétrons
N=2 N=2
Porém, para os elementos conhecidos atual-
mente, o n.º máximo de elétrons por nível é:
d) ISOELETRÔNICOS:
São diferentes espécies químicas, com o mes-
Camadas K L M N O P Q
mo número de elétrons.
⇓ ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ ⇓
Exemplo: Nº máximo expe- 2 8 18 32 32 18 2
rimental de elé-
2+ Z = 12
12
Mg ne = 10
trons
mesmo
Z = 11 número de
1+
11Na ne = 10 elétrons 6.3. Configuração Eletrônica
Distribuição Eletrônica: os elétrons preenchem
inicialmente os subníveis de menor energia.
Observe que, descendo as diagonais do dia-
grama a seguir, a energia vai aumentando.

Editora Exato 3

O (8P, 8E) 1s2 2s2 2p4
O-2 (8P, 10E) 1s2 2s2 2p6
Exemplo
Cl (z = 17)
Cl (17P, 17E) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Cl- (17P, 18E) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

ESTUDO DIRIGIDO

1 (Fuvest – SP) O Sódio e seus compostos, em de-
terminadas condições, emitem uma luz amarela
característica. Explique este fenômeno em termos
de elétrons e níveis de energia

I. Distribuição em Ordem Energética (Ordem
2 O tecnécio (Z = 43) e o promécio (Z = 61) são
de preenchimento do diagrama)
elementos artificiais, encontrados apenas como
II .Ordem Geométrica (Ordem das camadas)
subprodutos de reações nucleares. Os cientistas
Exemplo: acreditam que esses elementos já existiram na na-
Br (z = 35) tureza em épocas remotas, mas se desintegraram
Ordem Energética 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 totalmente devido à sua excessiva radioatividade.
5
4p Escreva a configuração eletrônica do tecnécio e
Ordem das camadas: do promécio em ordem energética e diga quais
1 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5
s são suas camadas mais energéticas e mais exter-
K L M N nas.
⇓ ⇓ ⇓ ⇓
2 8 18 7
3 Sabendo que o subnível mais energético de um
Configuração Eletrônica em Íons átomo é o 4s1:
Átomo neutro: N°P = N°E a) Qual o número total de elétrons desse átomo?
Íon: N°P ≠ N°E b) Quantas camadas possui a eletrosfera desse á-
Íon positivo (cátion) N°P > N°E tomo?
Íon negativo (ânion) N°P < N°E

6.5. Configuração Eletrônica em Cá- EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
tions 1 A identificação de coisas e pessoas por meio de
Retirar sempre os elétrons mais externos do á- números é muito comum em nosso cotidiano. O
tomo correspondente. número de prótons, nêutrons e elétrons constitu-
Exemplo: em dados importantes para identificar um átomo.
Fe (26P, 26E) Considere os seguintes dados referentes aos áto-
Ordem Energética 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 mos genéricos A, B e C:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
Ordem das camadas
K L M N
⇓ ⇓ ⇓ ⇓
2 8 14 2
Fe+2 (26P, 24E) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6
Fe+3 (26P, 23E) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5

6.6. Configuração Eletrônica em Â-
nions Com base nas informações acima e nos concei-
tos referentes às semelhanças atômicas, determine o
Colocar os elétrons nos subníveis incompletos. valor da soma entre as variáveis x, y e z (x + y + z).
Resolução: Como o átomo A e o átomo B são
isóbaros, a letra Z valerá 44; como o átomo B e o á-
Exemplo tomo C são isótopos, a letra X valerá 21; como o á-
O (z = 8) tomo A e o átomo C são isótonos e o número de
Editora Exato 4

massa do átomo A corresponde a 44 e de prótons 20, 3 (UnB) Em 1911, Rutherford realizou uma expe-
podemos dizer que o número de nêutrons de A vale riência em que uma lâmina muito fina de ouro foi
24, pois: bombardeada com partículas alfa (partículas posi-
(A = P + N ⇒ 44 = 20 + N, logo N = 24.) tivamente carregadas). A maioria delas atraves-
Sendo assim, o número de nêutrons do átomo sou a lâmina sem sofrer desvios na trajetória. No
C vale 24 e o número de prótons vale 21, então o entanto, um pequeno número de partículas sofreu
desvios muito grandes. A partir desse experimen-
número de massa valerá 45 (A=P+N⇒A=21+44, lo- to, julgue os itens:
go A = 45) 1 Vs núcleos são densos e eletricamente positi-
Portanto, X=21, Y=45 e Z=44 (X+Y+Z=120) vos;
2 A matéria tem em sua constituição grandes es-
2 Faça a distribuição eletrônica dos elementos a- paços vazios;
baixo. 3 O átomo é divisível, em oposição a Dalton,
a) Mg (Z = 12) que o considera indivisível;
b) Ca (Z = 20) 4 O tamanho do átomo é determinado pelo ta-
Resolução: Seguindo o diagrama de Linus manho do núcleo;
Pauling, que segue uma ordem energética, temos:
Mg → 1s2, 2s2, 2p6, 3s2 (Lembre-se: o átomo 4 Analise as proposições abaixo:
de Mg deve conter 12 elétrons). 1 Os átomos são formados de prótons, elétrons e
Ca → 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2 (Lembre-se: o nêutrons.
átomo de Ca deve conter 20 elétrons). 2 Os prótons situam-se no núcleo do átomo.
3 Os elétrons giram em órbitas fixas e determi-
nadas, onde possuem certa quantidade de ener-
EXERCÍCIOS gia.
4 Os átomos são indivisíveis.
1 Considere as seguintes proposições e julgue os
5 O número de prótons e elétrons é igual em um
itens:
átomo.
1 A massa de um próton é maior que a de um e-
6 Os átomos podem se associar, formando as
létron.
substâncias químicas.
2 Os neutrôns não apresentam carga elétrica.
3 Os prótons e os neutrôns se encontram no nú-
cleo e apresentam massas semelhantes. 5 Julgue os itens:
4 A massa de um átomo está principalmente na 1 Cátion é um íon com falta de elétrons.
eletrosfera. 2 O número atômico entre íon e átomo corres-
5 A carga elétrica do próton é positiva, enquanto pondente é o mesmo;
a do elétron é negativa. 3 Ânion é um íon com excesso de elétrons;
6 A massa de um próton é aproximadamente 4 Íon é um átomo em desequilíbrio elétrico.
1840 vezes maior que a de um elétron.
6 Os números atômicos, de massa e de nêutrons de
2 (UnB) Julgue os itens abaixo, relacionados ao á- um átomo são expressos, respectivamente, por
tomo. (3x + 5), (8x) e (6x - 30). Determine os números
1 Átomos que possuem o mesmo número de pró- de prótons e nêutrons desse átomo.
tons, nêutrons e elétrons são iguais.
2 O número de prótons de um átomo é denomi-
nado número atômico.
3 Átomos de mesmo número atômico constituem 7 (UnB) Nuclídeo é definido como "tipo de um da-
um elemento químico. do elemento químico caracterizado por um núme-
4 O número de elementos químicos atualmente ro de massa específico". Analise a tabela abaixo.
conhecidos é inferior a 100. Nuclídeo Z A
I 17 33
II 12 24
III 6 12
5 Atribuíram-se nomes às diferentes partículas IV 3 7
constituintes dos átomos: as positivas foram V 6 14
chamadas elétrons e as negativas, prótons. VI 54 131

Editora Exato 5

Julgue os itens a seguir. Escreva V para as afirmativas verdadeiras ou F
1 O número 7 (sete) representa a massa atômica para as afirmativas falsas.
do nuclídeo IV. 1 Os íons Ca+2 e S-2 são isoeletrônicos.
2 Os nuclídeos III e V possuem o mesmo núme- 2 O número de prótons do íon AI+3 é igual a 10.
ro de partículas negativas, no estado funda- 3 O íon S-2 possui 18 elétrons.
mental. 4 O átomo neutro Na0 possui 12 nêutrons.
3 Na tabela acima, é possível identificar seis e- 5 O AI0 e AI+3 são isótopos.
lementos químicos.
4 É possível calcular, a partir da tabela, o núme-
ro de nêutrons de cada nuclídeo. 12 Faça a distribuição eletrônica das seguintes espé-
cies químicas e indique o que essas espécies a-
presentam em comum:
8 (FUVEST) O número de elétrons do cátion X2+ a) 21Sc3+
de um elemento X é igual ao número de elétrons b) 17Cl-
do átomo neutro de um gás nobre. Este átomo de c) 20Ca2+
gás nobre apresenta número atômico 10 e número d) 19K+
de massa 20. O número atômico do elemento X é: e) 16S2-
a) 8.
b) 10.
c) 12. 13 Julgue os itens:
d) 18. 1 Os átomos X13 e Y13 são isótopos.
27 28

e) 20. 2 Isótopos são átomos que se encontram no
mesmo lugar da tabela periódica.
3 No íon +2 do átomo Ca 20 encontramos vinte
42

9 (FUVEST) Determine o número de nêutrons e o
prótons.
número de prótons nos cátions Fe+2 e Fe+3, obti-
4 Um íon que possui 30 prótons e 32 elétrons
dos a partir do isótopo de ferro com número de
possui carga +2.
massa 56. Consulte a Tabela Periódica.
5 Isótopos são átomos diferenciados pelo núme-
ro de nêutrons.

14 Julgue os itens:
1 O número de massa de um átomo é dado pela
soma do número de prótons e nêutrons existen-
tes no núcleo.
2 Um elemento químico deve ter seus átomos
sempre com o mesmo número de nêutrons.
10 (PUC/ Campinas -SP) O silício, elemento quí-
3 O número de prótons permanece constante,
mesmo que os números de massa dos átomos
mico mais abundante na natureza depois do oxi-
de um mesmo elemento variem.
gênio, tem grande aplicação na indústria
eletrônica. Por outro lado, o enxofre é de impor-
4 O número atômico é dado pelo número de
prótons existentes no núcleo de um átomo.
tância fundamental na obtenção do ácido sulfúri-
co. Sabendo-se que o átomo 14Si28 é isótono de 5 Num átomo neutro, o número atômico é igual
uma das variedades isotópicas do enxofre, 16S, ao número de elétrons.
pode-se afirmar que esse átomo de enxofre tem
número de massa:
a) 14. 15 (Cesgranrio) As torcidas vêm colorindo cada
b) 16. vez mais os estádios de futebol com fogos de arti-
c) 30. fício. Sabemos que as cores desses fogos são de-
d) 32. vidas à presença de certos elementos químicos.
e) 34. Um dos mais usados para obter a cor vermelha é
o estrôncio (Z = 38), que, na forma de íon Sr2+,
tem a seguinte configuração eletrônica:
11 (UCB/2001) Abaixo, são fornecidos átomos e í- a) 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3p 6 4s2 3d10 4p 6
ons de alguns elementos químicos. b) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d10 4p 6 5s 2
c) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d10 4p 6 5s 2 5p 2
d) 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3p 6 4s2 3d10 4p 6 4d2

Editora Exato 6

e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d10 4p 4 5s2

GABARITO

Estudo Dirigido
1 Os elétrons do átomo de sódio absorvem energia
e saltam para uma camada mais externa, quando
retornam liberam energia na forma de luz amare-
la.
2
Tecnécio (Z = 43) → 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2,
3d10, 4p6, 5s2, 4d5.
Camada mais externa: 5s, Camada mais ener-
gética: 4d.
Promécio (Z = 61) → 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6,
4s , 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f5.
2

Camada mais externa: 6s, Camada mais ener-
gética: 4f.
3
a) 19 elétrons.
b) 4 camadas eletrônicas.
EXERCÍCIOS
1 C, C, C, E, C, C
2 C, C, C, E, E
3 C, C, C, E
4 C, C, C, E, C, C
5 C, C, C, C
6 80 prótons e 120 nêutrons
7 E, C, E, C
8 C
9 30 nêutrons e 26 prótons
10 C
11 C, E, C, C, E
12 Todos possuem a mesma configuração:
1s22s2 2p63s23p6
13 C, C, C, E, C
14 C, E, C, C, C
15 A

Editora Exato 7

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