APOSTILA - ATOMÍSTICA O que é átomo
Átomo é a menor partícula que ainda caracteriza a matéria. Estrutura do átomo
Já vimos que um átomo é tão pequeno, que não conseguimos enxergá-lo, mesmo com a ajuda de um microscópio. Mas através de resultados experimentais, conseguimos chegar ao que é chamado de modelo atômico.
Um átomo é constituído por uma parte central chamada de núcleo atômico: Onde se encontram os prótons (partículas positivas) e os nêutrons (partículas neutras).
E outra parte que circunda esta parte central, chamada de eletrosfera: manto de energia onde estão os elétrons (partículas negativas).
Estas partículas que compõe os átomos são chamadas de partículas subatômicas.
Elétrons (e), partículas subatômica que possuem carga negativa, massa muito pequena, em relação aos prótons e neutrons, que se movem em órbitas ao redor do núcleo atômico.
Prótons (Z), partículas subatômica de carga positiva, cuja massa é aproximadamente 1.837 vezes superior a massa do elétron.
Nêutrons (N), partículas subatômica de carga neutra e com massa ligeiramente superior à dos prótons.
OBS.: No átomo a quantidade de elétrons é igual a quantidade de prótons.
(A PRINCÍPIO ESTUDAREMOS O NÚCLEO E DEPOIS A ELETROSFERA)
NÚCLEO ATÔMICO
NÚCLEO ATÔMICO: região central onde se encontram os prótons e os nêutrons.
GRANDEZAS ATÔMICAS
NÚMERO DE MASSA (A): é a soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (N) existentes no núcleo de um átomo.
A = Z + N
Observação: os elétrons não participam da soma por possuírem uma massa desprezível em comparação aos prótons e nêutrons.
Exemplo: calcule a massa do átomo do Lítio sabendo-se que este elemento químico possui 3 prótons e 4 nêutrons.
Solução: a figura abaixo apresenta um desenho esquemático do átomo de lítio. NÚCLEO
Legenda: prótons ( ) e nêutrons ( ).
Note que a massa do átomo de lítio será 7, uma vez que somando Z = 3 (prótons) com N = 4 (nêutrons), temos:
ALi = Z + N
ALi = 3 + 4
ALi = 7
NÚMERO ATÔMICO (Z): é o termo usado na química para designar o número de prótons encontrados no núcleo de um átomo. Ou seja, quantos prótons há no átomo.
O número atômico (quantidade de prótons no núcleo) é o que caracteriza cada elemento químico, ou seja, não existem átomos de elementos químicos diferentes com o mesmo número atômico. Se os átomos têm o mesmo número atômico são o mesmo elemento.
Exemplos:
- Todos os átomos encontrados na natureza com 6 prótons no núcleo denominam-se elemento CARBONO. - Todos os átomos encontrados na natureza com 8 prótons no núcleo denominam-se elemento OXIGÊNIO.
Atualmente são conhecidos aproximadamente 115 elementos. Ou seja, átomos com 1,2,3,... 115 prótons em seu núcleo.
ELEMENTO QUÍMICO → todos os átomos que possuem o mesmo número de prótons em seu núcleo, ou seja, o mesmo número atômico (Z) pertencem ao mesmo elemento químico.
Simbologia dos elementos químicos
Cada elemento químico é representado por um símbolo que no caso é a inicial do seu nome com letra maiuscula.
No caso de elementos químicos que tenham o nome começando com a mesma letra, será acrescentada uma segunda letra escrita em minúscula.
Ex.: Carbono Calcio Césio
Alguns elementos químicos tem seus simbolos derivados do seu nome em latim.
Elemento químico Nome em latim Símbolo
Sódio Natrium Na Potássio Kalium K
Enxofre Sulfur S
ISOTOPIA – ISOBARIA – ISOTONIA A quantidade de neutros e elétrons no átomo de um elemento é variável.
Entretanto, a quantidade de prótons do átomo de um elemento não pode variar, se isso ocorrer, esse átomo deixa de ser um elemento e passa a ser outro elemento.
Elemento Lítio (3 prótons no núcleo) Elemento hélio (2 prótons no núcleo)
Resposta: O elemento deixa de ser Lítio e passa a ser o elemento Hélio.
ISÓTOPOS: átomos que possuem o mesmo número de prótons (o mesmo elemento) e quantidade diferente de nêutrons.
Exemplos: átomos de hidrogênio: próton ( ), deutério ( ) e trítio ( ).
ISÓBAROS: átomos que possuem o mesmo número de massa, mas são elementos diferentes. Exemplos: átomos de nitrogênio ( ) e carbono-14 ( ).
ISÓTONOS: átomos que possuem o mesmo número de nêutrons, mas são elementos diferentes. Exemplos: átomos de boro ( ) e carbono-12 ( ).
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 1. O que é um átomo?
2. Descreva as partículas subatômicas. Qual a carga de cada uma destas partículas. 3. Qual é a relação entre o número de prótons e o número de elétrons num átomo? 4. O que diferencia um elemento do outro?
5. Qual é a diferença entre o número atômico e o número de massas? 6. Um átomo tem 15 prótons e 17 nêutrons. Qual é seu número de massas.
7. Se um átomo tem número de massa 36 e número atômico 17, quantos nêutrons contêm? 8. Complete os espaços em branco na seguinte tabela:
Átomo No. Atômico No. Massa No. Prótons No. Nêutrons No. Elétrons
A 9 19
B 16 18
C 52 25
D 38 35
E 90 92
F 68 33
G 81 40
H 27 28
9. O que é elemento? Qual a diferença entre átomo e elemento?
10. O que indica a notação :
11.O elemento X é isóbaro do e isótopo do . Calcule o número de nêutrons do elemento X.
12.Um determinado elemento químico possui 30 elétrons e seu número de nêutrons é n = Z + 9. Calcule o seu número de massa.
13. (DESAFIO) Três átomos A, B e C têm as seguintes propriedades: Átomo A: número atômico 5x + 2, número de massa 10x + 1 e é isótopo de C. Átomo B: número de massa 5x + 16 é isóbaro de A.
Átomo C: é isótono de A, número atômico 2x + 11. Qual o número de massa do átomo C?
ELETROSFERA
A eletrosfera é dividida em diferentes camadas de energia denominadas níveis de energia. Esses níveis de energia são denominados camadas K, L, M, N, O, P, Q..., ou níveis de energia 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7..., de acordo com a distância que o nível está do núcleo.
Os níveis de energia da eletrosfera estão subdivididos em regiões ainda menores denominadas subníveis de energia (os subníveis são 4: s, p d, f).
Os subníveis suportam no máximo:
Subnível N° máximo de elétrons Representação
s 2 s2
p 6 p6
d 10 d10
f 14 f14
Distribuição dos subníveis nas camadas da eletrosfera:
Camada Nível subníveis nas camadas total de elétrons
s2 p6 d10 f14
K 1 s 2
L 2 s p 8
M 3 s p d 18
N 4 s p d f 32
O 5 s p d f 32
P 6 s p d 18
Q 7 s p 8
Na figura abaixo está representada uma eletrosfera com sete camadas e o respectivo número máximo de elétrons para os elementos químicos conhecidos.
Os elétrons se distribuem na eletrosfera ocupando primeiro os menores níveis de energia (os mais próximos ao núcleo). O cientista Linus Pauling formulou um diagrama que possibilita distribuir os elétrons em ordem crescente de energia dos níveis e subníveis.
O sentido das setas indica os subníveis e níveis em ordem crescente de energia.
Quando a quantidade de prótons é diferente da quantidade de elétrons em um átomo esse átomo recebe o nome de íon.
“Íon é toda espécie química cuja quantidade de prótons é diferente da quantidade de elétrons”
Existem dois tipos de íons: cátions e ânions.
Cátion: átomo cuja quantidade de prótons é maior que a de elétrons. Ânion: átomo cuja quantidade de elétrons é maior que a de prótons.
EXERCÍCIOS DE REVISÃO
1. O átomo constituído de 11 prótons, 12 nêutrons e 11 elétrons apresenta, respectivamente, número atômico e número de massa iguais a:
a) 11 e 11 b) 12 e 11 c) 23 e 11 d) 11 e 12 e) 11 e 23
2. Dadas as espécies químicas:
I = II = III = IV = a) Quais representam átomos com igual número de prótons? b) Quais representam átomos isóbaros?
c) Determinar o número de nêutrons em cada espécie.
3. Qual o número atômico e o número de massa de um átomo constituído por 17 prótons, 18 nêutrons e 17 elétrons? Consulte a tabela periódica e diga de que elemento químico se trata.
4. Determinar o número de elétrons, o número de prótons e o número de massa de um átomo (neutro). Esse átomo tem número atômico 24 e apresenta 28 nêutrons em seu núcleo. Faça um desenho que represente esse átomo.
5. Qual a relação entre os átomos abaixo? (Isótopos, Isóbaros ou Isótonos) a) e b) e c) e
6. Um átomo do elemento químico X é isótopo de e isóbaro de . Podemos concluir que X tem a) 22 prótons. b) 24 nêutrons. c) 20 nêutrons. d) número de massa igual a 61. e) número de massa igual a 41.
7. X é ISÓTOPO do e ISÓTONO do .
a) Qual o número de prótons de X? b) Qual o número de nêutrons de X?
c) Qual o número de massa de X? d) Qual a relação existente entre o Ca e o K?
8. O número de prótons, de elétrons e de nêutrons do átomo de cloro é respectivamente:
a) 17,17,18 b) 35,17,18 c) 17,18,18 d) 17,35,35 e) 52,35,17
9. O número de prótons, nêutrons e elétrons representados por é, respectivamente:
a) 56,82 e 56 b) 56,82 e 54 c) 56,82 e 58 d) 82,138 e 56 e) 82,194 e 56
10. Certo íon negativo, X3-, tem carga negativa 3-, sendo seu número total de elétrons 36 e seu número de massa 75. Podemos dizer que seu número atômico e número de nêutrons são respectivamente:
a) 36 e 39 b) 36 e 42 c) 33 e 42 d) 33 e 39 e) 36 e 75
11. Um estudante fez as seguintes afirmações a cerca de algumas características atômicas. Analise as afirmações feitas pelo aluno e explique aquelas que você discorda:
(a) “Elemento químico é umconjunto de átomos com o mesmo número de massa.”
(b) “Um elemento com Z=1 e A=1, não possui nêutron no seu núcleo.”
(c) “A massa de um átomo não depende de seu número de elétrons.”
(d) “Num átomo eletricamente neutro o número de prótons é igual ao número de elétrons.”
12. Quantos elétrons existem nos subníveis s do elemento cloro?
13. Quantos prótons, nêutrons e elétrons tem os elementos e ?
ATIVIDADE DE PRODUÇÃO ASSISTIDA - CONSTRUÇÃO DO DIAGRAMA DE LINUS PAULING
Nome:__________________________________________________________________________ N°.:________ Escola:________________ Série:_________________ Turno:________________ Data:____/_____/_______
Como montar o diagrama de Linus Pauling?
1. Traçar 4 verticais de 8 cm. 2. Traçar 7 horizontais de 5 cm.
3. Identificar as verticais como subníveis s2, p6, d10 e f14.
4. Identificar as horizontais com os níveis k = 1, L = 2, M = 3, N = 4, O = 5, P = 6, Q = 7. 5. Marcar o encontro da horizontal 1 com a
vertical s2 com 1s2.
6. Marcar o encontro da horizontal 2 com a vertical p6 com 2p6.
Eixo x: traçar uma diagonal que vai desde a origem da vertical p6 até a origem da horizontal 2.
