O núcleo localiza-se no centro do átomo e é uma região compacta, maciça e muito densa, embora não seja indivisível.
A eletrosfera é uma região imensa em relação ao núcleo e de densidade muito baixa (rarefeita); isso significa que bem maior que a maior parte do átomo é um grande vazio.
Isóbaros
Possuem o mesmo número de massa, mas suas propriedades físicas e químicas são diferentes.
Ar (A = 40, Z = 18 e n = 22)
K (A = 40, Z = 19 e n = 21)
Ca (A = 40, Z
= 20 e n = 20)
Isotonos
Possuem o mesmo número de nêutrons, mas suas propriedades físicas e químicas são diferentes.
Si (A = 30, Z = 14 e n = 16)
P (A = 31, Z = 15 e n = 16)
S (A = 32, Z = 16 e n = 16)
Todo átomo possui o mesmo número de prótons e de elétrons; portanto, todo átomo é eletricamente neutro.
O íon é formado quando um átomo, ou um grupo de átomos, ganha ou perde elétrons.
Conceitos de nível, subnível, orbitais e spins
Níveis de
energia são regiões determinadas ao redor do núcleo atômico onde o elétron pode se movimentar sem perder nem ganhar energia (e, portanto, sem “cair” no núcleo como previa a teoria clássica).
Quando um elétron que ocupa um determinado nível energético recebe energia externa, ele absorve essa energia e salta para um outro nível mais energético; neste caso dizemos que o átomo se encontra no estado ativado. Ao cessar o fornecimento de energia, o elétron volta ao seu nível que ocupava (menos energético) e libera o a energia que havia absorvido na forma de luz. Nesse caso, ou quando não há fornecimento de energia e os elétrons se mantêm naturalmente num estado de mínima energia possível, dizemos que o átomo se encontra no estado fundamental.
Esses níveis de energia, também denominados camadas eletrônicas, são denominados por um número quântico principal n que assume valores de 1 a 7 – ou pelas letras maiúsculas K, L, M, N, O, P e Q.
O número máximo de elétron por camada
pode ser determinado pela fórmula 2 . n².
A letra n na equação de Rydberg representa o número quântico do nível.
Subníveis
A idéia dos subníveis de energia foi decorrente da utilização de espectroscópios mais potentes.
O subnível de energia está relacionado ao movimento que o elétron descreve ao redor do núcleo e fornece a sua energia cinética.
Os átomos conhecidos, com número atômico de 1 até 118, no estado fundamental, possuem apenas 4 tipos de
subníveis ocupados por elétrons, representados pelas letras s, p, d e f (de nomes em inglês).
s vem de sharp: indica linhas nítidas, brilhantes.
p vem de principal: indica linhas principais.
d vem de diffuse: indica linhas difusas.
f vem de fine: indica linhas finas.
Os demais subníveis, que seriam ocupados por átomos com z ≥ 121 ou no estado ativado, são indicados pelas letras seguintes do alfabeto: g, h, i...
Principio da incerteza
O físico alemão
Werner Karl Heisenberg, lançou as bases da mecânica quântica por meio de um raciocínio muito simples.
Não é possível determinar ao mesmo tempo a posição e a velocidade do elétron.
Logo, não é possível saber a trajetória do elétron como previa Bohr. É possível apenas deduzir matematicamente quais regiões onde a probabilidade de encontrar o elétron é máxima. Essas regiões são denominadas orbitais.
Spin
Em 1861 foi estabelecida a relação existente entre carga elétrica e
magnetismo, pelo físico escocês James Clerk Maxwell.
Cada vez que uma carga elétrica se movimenta, cria-se nas imediações um campo magnético.
Spins paralelos: os dois campos magnéticos se orientam no mesmo sentido.
Spins antiparalelos: os dois campos magnéticos se orientam em sentidos oposto.
Um orbital pode conter no Maximo 2 elétrons, desde que possuam spins opostos.
O modelo atômico de Bohr foi proposto por Niels Bohr, em 1913, e relaciona a distribuição dos elétrons na eletrosfera com a sua quantidade de energia. Esse modelo, também conhecido como modelo
quântico, é baseado na teoria quântica de Max Planck, que diz que a energia é liberada na forma de “pacotes”, não na forma contínua. Esses “pacotes” de energia ficaram conhecidos como quantum de energia. 📚 Você vai prestar o Enem? Estude de graça com o Plano de Estudo Enem De Boa 📚
Os postulados de Bohr são os seguintes: O modelo atômico de Bohr determinou que cada uma das órbitas circulares permitidas para
os elétrons seria referente a um determinado nível de energia. O elemento químico que apresentasse a maior quantidade de elétrons teria seus elétrons distribuídos em 7 níveis de energia (n) = 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7. Os níveis de energia, conhecidos também como camadas eletrônicas, podem ser representados pelas letras K,
L, M, N, O, P e Q. As principais limitações do modelo de Bohr são: Índice
Introdução
Postulados de Bohr
- Esse modelo funciona apenas para átomos que possuem um único elétron, denominados “hidrogenóides”;
- O modelo de Bohr não é capaz de explicar a estrutura fina das linhas espectrais;
- Além disso, também não consegue explicar como ocorre a ligação dos átomos para formar moléculas.
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Aplicação do Modelo Atômico de Bohr
É muito comum a utilização de fogos de artifício durantes jogos ou festas de fim de ano. Esses fogos funcionam segundo os princípios da quântica.
De acordo com a teoria de Bohr, quando um átomo recebe energia, seu elétron passa para um nível de energia maior, permanecendo em um estado excitado. Ao retornar à sua órbita original, o elétron deve liberar a energia absorvida na forma de luz no espectro visível, denominada fóton. Cada elemento químico terá órbitas com diferentes valores de níveis de energia. Portanto, o fóton de energia liberado será característico para cada substância. Logo, cada elemento apresentará sua própria cor ao emitir energia.
Por exemplo, se utilizarmos o oxalato de estrôncio (\(SrC_2O_4\)) ou o nitrato de estrôncio (\(Sr(NO_3)_2\)), será formado o íon \(Sn^{2+}\), que terá uma coloração avermelhada. Já se utilizarmos o cloreto de cobre (\(CuCl_2\)), ou o nitrato de cobre (\(NH_4Cu(NO_3)_3\)), será formado o íon \(Cu^{2+}\), que apresentará cor verde ou azul.
A tabela abaixo mostra as cores que os elementos químicos apresentam quando sofrem excitação por uma chama:
Elemento químico | Cor característica |
Arsênio | Azul |
Sódio | Amarelo |
Potássio | Azul ou púrpura |
Estrôncio | Vermelho |
Magnésio | Branco ou prata |
Lítio | Vermelho ou magenta (“rosa choque”) |
Bário | Verde |
Ferro | Dourado |
Cálcio | Amarelo |
Alumínio | Branco |
Cobre | Verde |
Outra aplicação do modelo quântico que vemos sempre que saímos nas ruas, principalmente à noite, são os letreiros luminosos, usados em publicidade. Neles, é mais empregado o gás neônio (Ne).
Os letreiros luminosos apresentam funcionamento muito parecido ao da lâmpada fluorescente, isto é, quando seus elétrons são excitados e retornam ao nível energético de origem, ocorre a liberação de energia na forma de luz. As diversas cores e tonalidades que existem estão relacionadas com a diferença de potencial, a pressão do gás e a sua composição. Por exemplo:
Ne puro → luz vermelha
Ne + Hg → luz azul
Ne + \(CO_2\) → luz violeta
Exercício de fixação
UFPI
O modelo atômico de Böhr afirma que:
A átomos de um mesmo elemento possuem mesmo número de prótons.
B existem diversas espécies de átomos.
C o átomo é uma minúscula esfera maciça.
D os elétrons ocupam níveis discretos de energia.
E o átomo possui uma região central, minúscula, de carga positiva.