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Pré-Vestibular Social – Apostila de Química – Atomística – Professor Marcelo Vizeu
APOSTILA 1 - MODELOS ATÔMICOS
A estrutura da matéria é um dos assuntos inacabados da ciência, tudo começou na Grécia Antiga quando
Demócrito e Leucipo, ambos filósofos, pensaram: se pegássemos algo e dividíssemos infinitamente, a
que chegaríamos? Então eles chegaram a conclusão de que a matéria deveria ser formada por partículas
indivisíveis chamadas átomos (do grego não – divisível).
Obs. Os filósofos apenas propuseram a existência
do átomo, não chegaram a estudá-lo.
ESTRUTURA ATÔMICA BÁSICA
Apesar de o átomo ser um intricado sistema elétrico formado por inúmeras partículas e subpartículas, a
maioria dos fenômenos químicos e nucleares pode ser explicada considerando-se duas regiões:
•
Um núcleo pequeno e denso contendo prótons
(partículas positivas) e nêutrons
(partículas sem carga elétrica);
•
Uma eletrosfera grande rarefeita contendo
elétrons (partículas de carga negativa)
2
Duas expressões de grande importância:
•
Número atômico (Z) é o número de prótons presentes no núcleo de um átomo. É ele quem define o
elemento químico.
•
Número de massa (A) é a soma do número de nêutrons (N) e número de prótons (P) presentes no
núcleo de um átomo. ( obs. : P=Z).
Daí a relação : A= Z + N Z = A-N N = A – Z P = Z
•
Quando um átomo encontra-se em seu estado fundamental P = Z = e .
ISOTOPIA, ISOBARIA E ISOTONIA
Ao bebermos um copo de água, estamos ingerindo moléculas formadas por dois átomos de hidrogênio e
um de oxigênio (H
2O). Será que todos os átomos de hidrogênio presentes nas moléculas de água são
iguais? E os de oxigênio?
A resposta é não às duas perguntas. A grande maioria dos átomos de hidrogênio pode ser
representada por
1H
1. Contudo, além desses, também existem outros, em menor quantidade ,
representados por
1H
2e
1H
3.
Como podemos perceber, eles possuem mesmo número de prótons (Z) e diferentes números de
nêutrons. Mas como o número atômico permaneceu inalterado, trata-se ainda do mesmo elemento
químico: o hidrogênio. Dizemos que
1H
11H
2e
1H
3são isótopos. ( prótio, deutério, trítio)
“ISÓTOPOS são dois ou mais átomos que possuem mesmo número atômico mas diferentes números de
massa.”
Z = e A ≠.
Exemplo:
1H
1,
1H
2,
1H
3“ISÓBAROS são dois ou mais átomos que possuem mesmo número de massa e diferentes números
atômicos.”
Z ≠ e A = Exemplo:
6C
14e
7N
14“ISÓTONOS são dois ou mais átomos que possuem mesmo número de nêutrons e diferentes número
atômicos e de massa.”
Z ≠ , A ≠ e N =
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EXERCÍCIOS1. (Enem 2009) Os núcleos dos átomos são
constituídos de prótons e nêutrons, sendo ambos os principais responsáveis pela sua massa. Nota-se que, na maioria dos núcleos, essas partículas não estão presentes na mesma proporção. O gráfico mostra a quantidade de nêutrons (N) em função da quantidade de prótons (Z) para os núcleos estáveis conhecidos.
O antimônio é um elemento químico que possui 50 prótons e possui vários isótopos ¯ átomos que só se diferem pelo número de nêutrons. De acordo com o gráfico, os isótopos estáveis do antimônio possuem a) entre 12 e 24 nêutrons a menos que o número de
prótons.
b) exatamente o mesmo número de prótons e nêutrons.
c) entre 0 e 12 nêutrons a mais que o número de prótons.
d) entre 12 e 24 nêutrons a mais que o número de prótons.
e) entre 0 e 12 nêutrons a menos que o número de prótons.
2. (Enem 2009) Na manipulação em escala nanométrica, os átomos revelam características peculiares, podendo apresentar tolerância à temperatura, reatividade química, condutividade elétrica, ou mesmo exibir força de intensidade extraordinária. Essas características explicam o interesse industrial pelos nanomateriais que estão sendo muito pesquisados em diversas áreas, desde
o desenvolvimento de cosméticos, tintas e tecidos, até o de terapias contra o câncer.
LACAVA, Z. G. M; MORAIS, P. C. Nanobiotecnologia e Saúde. Disponível em: http://www.comciencia.br (adaptado). A utilização de nanopartículas na indústria e na medicina requer estudos mais detalhados, pois a) as partículas, quanto menores, mais potentes e
radiativas se tornam.
b) as partículas podem ser manipuladas, mas não caracterizadas com a atual tecnologia.
c) as propriedades biológicas das partículas
somente podem ser testadas em microrganismos. d) as partículas podem atravessar poros e canais
celulares, o que poderia causar impactos desconhecidos aos seres vivos e, até mesmo, aos ecossistemas.
e) o organismo humano apresenta imunidade contra partículas tão pequenas, já que apresentam a mesma dimensão das bactérias (um bilionésimo de metro).
3. (Uerj 2015) Com base no número de partículas subatômicas que compõem um átomo, as seguintes grandezas podem ser definidas:
Grandeza Símbolo número atômico Z número de massa A número de nêutrons N número de elétrons E
O oxigênio é encontrado na natureza sob a forma de três átomos: 16O, 17O e 18O. No estado
fundamental, esses átomos possuem entre si quantidades iguais de duas das grandezas apresentadas.
Os símbolos dessas duas grandezas são: a) Z e A
b) E e N c) Z e E d) N e A
4. (Espcex (Aman) 2015) Um átomo neutro do elemento químico genérico A, ao perder 2 elétrons forma um cátion bivalente, contendo 36 elétrons. O número atômico deste átomo A é
a) 36 b) 42 c) 34 d) 40 e) 38
5. (Pucrj 2015) O flúor é um elemento de número atômico 9 e possui apenas um isótopo natural, o
19F. Sobre esse elemento e seus compostos, é
correto afirmar que:
a) o isótopo natural do flúor possui 9 nêutrons. b) o íon F− tem 8 elétrons.
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c) o flúor é um elemento da família dos elementoscalcogênios.
d) no gás flúor,
F ,
2 se tem uma ligação covalente polar.e) na molécula do ácido fluorídrico,
HF,
o flúor é mais eletronegativo que o hidrogênio.TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
No ano de 2014, o Estado de São Paulo vive uma das maiores crises hídricas de sua história. A fim de elevar o nível de água de seus reservatórios, a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp) contratou a empresa ModClima para promover a indução de chuvas artificiais. A técnica de indução adotada, chamada de bombardeamento de nuvens ou semeadura ou, ainda, nucleação artificial, consiste no lançamento em nuvens de substâncias aglutinadoras que ajudam a formar gotas de água.
(http://exame.abril.com.br. Adaptado.)
6. (Unesp 2015) Uma das substâncias aglutinadoras que pode ser utilizada para a nucleação artificial de nuvens é o sal iodeto de prata, de fórmula AgI. Utilizando os dados fornecidos na Classificação Periódica dos
Elementos, é correto afirmar que o cátion e o ânion do iodeto de prata possuem, respectivamente, a) 46 elétrons e 54 elétrons. b) 48 elétrons e 53 prótons. c) 46 prótons e 54 elétrons. d) 47 elétrons e 53 elétrons. e) 47 prótons e 52 elétrons. 7. (G1 - cftmg 2014) Associe as representações das espécies químicas aos seus respectivos átomos ou íons, considerando que X possui Z=7 e Y possui Z=6.
A sequência correta encontrada é a) 2 – 4 – 1 – 5 – 3.
b) 3 – 1 – 5 – 2 – 4. c) 5 – 1 – 4 – 2 – 3. d) 5 – 2 – 4 – 3 – 1.
8. (Ita 2014) Assinale a opção que apresenta o elemento químico com o número CORRETO de nêutrons:
a) 199F tem zero nêutrons. b) 2412Mg tem 24 nêutrons. c) 19779Au tem 79 nêutrons. d) 7533As tem 108 nêutrons. e) 23892U tem 146 nêutrons.
9. Trata-se de um modelo no qual os átomos de um mesmo elemento químico possuem propriedades iguais. A união desses átomos na formação de compostos ocorre em proporções numéricas fixas e a reação química dos mesmos envolve apenas combinação, separação e rearranjo.
Essa descrição refere-se ao modelo atômico de a) Bohr.
b) Dalton. c) Thomson. d) Rutherford.
10. (Uemg 2014) NÃO LUGAR Estou me olhando do futuro que não existe
e considero o passado que me trespassou: Há uma névoa
em torno desse núcleo que fui eu.
— Quem fui eu, ao ser? — Quem serei, não sendo? Tenho que estudar melhor o caso das partículas de elétron que estão sem ser
e são sem estar. Que o núcleo existe é certo.
Mas mal o posso tocar.
não chega a ser bem uma casa mas nele é que me coube habitar.
(Sísifo desce a montanha) A última estrofe do poema trata da existência do núcleo atômico, conceito que foi introduzido por a) Bohr.
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c) Thomson.d) Dalton.
11. (Uerj 2014) Uma forma de identificar a estabilidade de um átomo de qualquer elemento químico consiste em relacionar seu número de prótons com seu número de nêutrons em um gráfico denominado diagrama de estabilidade, mostrado a seguir.
São considerados estáveis os átomos cuja interseção entre o número de prótons e o de
nêutrons se encontra dentro da zona de estabilidade mostrada no gráfico.
Verifica-se, com base no diagrama, que o menor número de massa de um isótopo estável de um metal é igual a:
a) 2 b) 3 c) 6 d) 9
12. (Pucrj 2014) O antimônio tem dois isótopos, o
121Sb e o 123Sb. Sobre esses isótopos, verifica-se
que:
a) eles têm o mesmo número de nêutrons. b) eles são isóbaros.
c) eles têm o mesmo número de massa. d) ambos têm o mesmo número de prótons. e) eles têm eletronegatividades diferentes.
13. (G1 - cftmg 2014) Relacionando-se as características dos elementos químicos enxofre e fósforo, conclui-se que eles são
a) isótopos. b) isóbaros. c) isótonos. d) alótropos.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Água coletada em Fukushima em 2013 revela radioatividade recorde
A empresa responsável pela operação da usina nuclear de Fukushima, Tokyo Electric Power (Tepco), informou que as amostras de água coletadas na central em julho de 2013 continham um nível recorde de radioatividade, cinco vezes maior que o detectado originalmente. A Tepco
explicou que uma nova medição revelou que o líquido, coletado de um poço de observação entre os reatores 1 e 2 da fábrica, continha nível recorde do isótopo radioativo estrôncio-90.
(www.folha.uol.com.br. Adaptado.)
14. (Unesp 2014) O estrôncio-90, 9038Sr, é o principal isótopo desse elemento químico encontrado nos reatores nucleares. Sobre esse isótopo, é correto afirmar que seu cátion bivalente possui
a) 38 prótons, 50 nêutrons e 36 elétrons. b) 36 prótons, 52 nêutrons e 38 elétrons. c) 38 prótons, 50 nêutrons e 38 elétrons. d) 38 prótons, 52 nêutrons e 36 elétrons. e) 36 prótons, 52 nêutrons e 36 elétrons.
15. (Pucrj 2013) Cristais de NaF e MgF2 dissolvidos
em água se dissociam nos íons F–, Na+ e Mg2+. Uma característica desses íons é que eles possuem em comum:
a) o mesmo nº de prótons no núcleo. b) a localização no mesmo período da tabela
periódica dos elementos.
c) o mesmo nº de elétrons na eletrosfera. d) a localização no mesmo grupo da tabela
periódica dos elementos.
e) o mesmo nº de nêutrons no núcleo dos seus isótopos mais estáveis.
16. (G1 - cftmg 2013) A indústria de alimentos apresenta grande interesse em substâncias
classificadas como aromas, pois podem tornar seus produtos mais atrativos aos consumidores. Um dos grupos de pesquisa do CEFET-MG sintetiza e analisa esses aromas comerciais. Entre as análises realizadas está a espectrometria de massas, capaz de identificar as substâncias por meio do emprego de feixes de alta energia, responsáveis pela retirada de um elétron de cada molécula de aroma.
Se um aroma hipotético é simbolizado pela letra A, então, após a análise de espectrometria de massas, sua representação será
a) A. b) A+. c) A2.
d) A–.
17. (Mackenzie 2013) Sabendo-se que dois elementos químicos 6x 83x 3+ A
+ e 3x 202x 8++ B são isóbaros,
é correto afirmar que o número de nêutrons de A e o número atômico de B são, respectivamente,
a) 15 e 32. b) 32 e 16. c) 15 e 17. d) 20 e 18. e) 17 e 16.
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18. (Ufsj 2013) Se um dado átomo possui 6elétrons, 6 prótons e 7 nêutrons, é CORRETO afirmar que
a) seu número atômico é 7. b) há 13 partículas no núcleo. c) ele está positivamente carregado. d) seu número de massa é 12.
19. (G1 - cftmg 2013) As investigações realizadas pelos cientistas ao longo da história introduziram a concepção do átomo como uma estrutura divisível, levando à proposição de diferentes modelos que descrevem a estrutura atômica.
O modelo que abordou essa ideia pela primeira vez foi o de
a) Bohr. b) Dalton. c) Thomson. d) Rutherford.
20. (G1 - ifsp 2013) O número de elétrons da camada de valência do átomo de cálcio
(
Z 20 ,
=
)
no estado fundamental, é a) 1. b) 2. c) 6. d) 8. e) 10.21. (Uerj 2013) A descoberta dos isótopos foi de grande importância para o conhecimento da estrutura atômica da matéria.
Sabe-se, hoje, que os isótopos 54Fe e 56Fe têm, respectivamente, 28 e 30 nêutrons.
A razão entre as cargas elétricas dos núcleos dos isótopos 54Fe e 56Fe é igual a:
a) 0,5 b) 1,0 c) 1,5 d) 2,0
22. (Uerj 2005) A maioria dos elementos químicos é constituída por um conjunto de átomos
quimicamente idênticos, denominados isótopos. Observe, a seguir, os isótopos de dois elementos químicos:
- hidrogênio - 1H, 2H e 3H; - oxigênio - 16O, 17O e 18O.
Combinando-se os isótopos do hidrogênio com os do oxigênio em condições adequadas, obtêm-se diferentes tipos de moléculas de água num total de:
a) 6 b) 9 c) 12 d) 18
23. (Uerj 2004) A figura a seguir foi proposta por um ilustrador para representar um átomo de lítio (Li) no estado fundamental, segundo o modelo de Rutherford-Bohr.
Constatamos que a figura está incorreta em relação ao número de:
a) nêutrons no núcleo b) partículas no núcleo c) elétrons por camada d) partículas na eletrosfera
24. (Uerj 2002) Em 1911, o cientista Ernest Rutherford realizou um experimento que consistiu em bombardear uma finíssima lâmina de ouro com partículas
á
, emitidas por um elemento radioativo, e observou que:- a grande maioria das partículas
á
atravessava a lâmina de ouro sem sofrer desvios ou sofrendo desvios muito pequenos;- uma em cada dez mil partículas
á
era desviada para um ângulo maior do que 90°.Com base nas observações acima, Rutherford pôde chegar à seguinte conclusão quanto à estrutura do átomo:
a) o átomo é maciço e eletricamente neutro b) a carga elétrica do elétron é negativa e
puntiforme
c) o ouro é radioativo e um bom condutor de corrente elétrica
d) o núcleo do átomo é pequeno e contém a maior parte da massa
