Estrutura atómica

Fsico-qumica 9 ano

Estrutura atmicaEvoluo do modelo do tomoO filsofo grego Demcrito introduziu, no sculo V a.C.,, o conceito de tomo como unidade indivisvel da matria e embora hoje se saiba que os tomos no so indivisveis, continua vlido o princpio que estes so unidades elementares da matria.

A matria constituda por tomos que podem ligar-se entre si para formar as molculas, dando origem grande diversidade de substncias que nos rodeiam, por exemplo, um gs, como o oxignio, ou outras substncias mais complexas, como as que constituem o sangue. Como resultado de novas descobertas cientficas, o modelo do tomo foi sofrendo evoluo ao longo dos anos, at ao modelo que hoje aceite.

Modelo atmico de Dalton

Dalton admitiu que a matria indivisveis: os tomos.

era constituda por pequenas esferas macias

Modelo atmico de Thomson

Neste modelo, concebido em 1904,o tomo constitudo por uma esfera de carga elctrica positiva, na qual esto imersos os electres com carga elctrica negativa.

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Adaptao, Isabel Valente

Fsico-qumica 9 ano Modelo atmico de Rutherford

Neste modelo, concebido em 1911,o tomo constitudo por um ncleo, portador de carga elctrica positiva, volta do qual rodam os electres, descrevendo rbitas elpticas.

Modelo atmico de Bohr

Neste modelo, concebido em 1913, o tomo constitudo por um ncleo, tal como no modelo de Rutherford, mas em que os electres se movem em rbitas circulares em torno do ncleo, correspondendo a cada uma delas um nvel de energia. Os electres podem passar de uma rbita para outra por absoro ou emisso de energia. Figura 4 Modelo atmico de Bohr

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Fsico-qumica 9 ano Modelo atmico actual modelo da nuvem electrnica

Os cientistas abandonaram a ideia de que o electro descrevia uma trajectria definida em torno do ncleo e passaram a admitir que existem zonas onde h maior probabilidade de encontrar os electres, designadas por orbitais.

Constituio do tomoOs tomos tm dimenses muito reduzidas (da ordem do dcimo-milionsimo de milmetro) e so constitudos por partculas subatmicas protes, neutres e electres. Possuem um ncleo, constitudo por protes e neutres, que se denominam nuclees. Em redor do ncleo movimentam-se os electres.

Proto partcula do ncleo de um tomo com carga elctrica positiva. Neutro partcula do ncleo de um tomo desprovida de carga elctrica. Electro partcula de um tomo com carga elctrica negativa.

O tomo, embora formado por partculas com carga elctrica, globalmente neutro, j que o nmero de electres igual ao nmero de protes. A carga do ncleo designa-se por carga nuclear e igual carga de todos os protes que existem no ncleo. O proto e o neutro so partculas com massa sensivelmente igual; a massa do electro cerca de duas mil vezes menor do que a massa do proto ou do neutro. Sendo assim, a massa do tomo est quase na sua totalidade concentrada no ncleo. 3 Adaptao, Isabel Valente

Fsico-qumica 9 anoCada elemento qumico caracterizado pelo seu nmero atmico, que se representa por Z e que indica o nmero de protes existentes no ncleo do tomo (que igual ao nmero de electres). Designa-se por elemento qumico o conjunto de tomos que possuem o mesmo nmero atmico. Assim, tomos do mesmo elemento possuem o mesmo nmero atmico (Z). O nmero atmico determina as propriedades qumicas do elemento. H ainda a considerar o nmero de massa, que se representa por A, e que indica o nmero de partculas que constituem o ncleo o nmero de protes e de neutres.

Nmero atmico e nmero de massa

Representao simblica de um elementoNmero de massa (n. protes + n. netures)

Smbolo qumico do elemento Nmero atmico (n. protes) Clculo do n. de neutres = A Z Exemplo:

Elemento qumico: Oxignio Nmero de protes = 8 Nmero de electres = nmero de protes =8 Nmero de neutres = AZ = 168 = 8

IstoposTodos os tomos de um elemento tm o mesmo n atmico, isto , tm igual n de protes. No entanto, podem no ser todos iguais. H tomos do mesmo elemento com diferente n de neutres. Os tomos diferentes do mesmo elemento chamam-se istopos. Os istopos de um elemento tm: 4 Adaptao, Isabel Valente

Fsico-qumica 9 ano-O mesmo n atmico (Z) -diferente n de Massa (A)

A maior parte dos elementos possui dois ou mais istopos naturais mas, nem todos so estveis. O grande n de neutres relativamente aos protes torna os ncleos dos istopos instveis ou radioactivos.

Por exemplo, o oxignio que o mais abundante na Natureza, possui mais dois istopos com nmeros de massa 17 e 18, respectivamente.

Istopos do elemento oxignio:

tomos e as suas nuvens electrnicas

Nveis de energia dos electres

Os electres da nuvem electrnica dos tomos no tm todos a mesma energia. Distribuem-se por nveis de energia. Cada nvel s pode ter um determinado n de electres:

-o 1 nvel pode ter no mximo 2 electres (2x1^2) -no 2 nvel pode haver oito electres no mximo (2x2^2) -no 3 nvel o n mximo de electres dezoito (2x3^2)

Expresso: 2n^2 (N corresponde ao nvel de acordo com a energia)

Nota: o ltimo nvel s pode ter no mximo 8 electres

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Fsico-qumica 9 anoNormalmente os electres dos tomos possuem energia mais baixa possvel. Quando se distribuem os electres dos tomos por nveis de menor energia possvel diz-se que se faz a sua distribuio electrnica.

Os tomos e os ies que originamOs tomos tm, na sua constituio, partculas com carga elctrica. No entanto so electricamente neutros. Isto quer dizer que a carga total dos electres simtrica da carga do ncleo. Como os protes e os electres tm carga unitria, em qualquer tomo, o n de protes igual ao n de electres.

O que acontece aos tomos quando perdem ou ganham electres?Se um tomo perde electres, fica com mais protes do que electres. A sua carga nuclear superior carga total dos electres. O tomo transforma-se num io positivo.

Qualquer io positivo menor do que o respectivo tomo. A nuvem electrnica do io positivo menor porque o tomo perdeu electres.

Quando um tomo ganha electres fica com mais electres do que protes. A sua carga electrnica superior carga do ncleo. O tomo transforma-se num io negativo

Qualquer io negativo maior do que o respectivo tomo. A nuvem electrnica do io negativo maior porque o tomo captou electres.

Que tomos tm tendncia para formar ies positivos? E para formar ies negativos?Como sabes o n mximo de electres de valncia dos tomos 8. Todos os tomos com 8 electres de valncia so muito estveis.

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Fsico-qumica 9 anoMuitos outros tomos transformaram-se em ies para que a sua nuvem electrnica passe a ficar com oito electres de valncia tornando-se mais estveis.

Os tomos com poucos electres de valncia (1,2,3,4) tm tendncia a perd-los originando ies positivos ex: 2-8-2 para 2-8

Os tomos com bastantes electres de valncia (5,6,7,8) tm tendncia a captar electres originando ies negativos. Os ies resultantes ficam com oito electres de valncia Ex: 2-7 para 2-8

II-Tabela Peridica actual

A grande variedade de substncias feita a partir de um nmero muito mais reduzido de elementos que hoje podes ver bem organizados numa tabela - a tabela peridica dos elementos

Organizao da tabela peridica actual:Actualmente conhecem-se 115 elementos, uns naturais e outros artificiais. Todos os elementos esto dispostos na tabela peridica actual por ordem crescente do seu n atmico

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Fsico-qumica 9 anoNa tabela os elementos formam:-colunas verticais, os grupos -linhas horizontais, os perodos

-H 18 GRUPOS na tabela peridica actual, numerados de 1 a 18. Os grupos so constitudos por elementos com propriedades qumicas semelhantes os quais formam famlias de elementos: -grupo 1:metais alcalinos -grupo 2:metais alcalino-terrosos -grupo 17:metais halogneos -grupo 18:gases nobres

-H 7 PERODOS na tabela peridica -1: muito curto com 2 elementos -2 e 3: curtos com 8 elementos cada um -4 e 5: longos com 18 elementos cada um 6 e 7: extralongos com 32 elementos para o 6 e 29 para o 7 Na PARTE INFERIOR da tabela esto os elementos que constituem as famlias dos LANTANDEOS e dos ACTINDEOS. Estes elementos tm propriedades qumicas semelhantes, respectivamente, ao lantnio (57 La) e ao actnio (89Ac)

Os elementos localizados no LADO ESQUERDO da tabela chamam-se elementos METLICOS e os do lado direito chamam-se NO-METLICOS. H ainda os SEMIMETLICOS como, por exemplo o silcio (Si) com propriedades semelhantes aos METLICOS e aos NO-METLICOS.

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Fsico-qumica 9 anoO HIDROGNIO tem propriedades completamente diferentes das dos restantes elementos desse grupo, comportando-se umas vezes como elemento metlico e outras como elemento no metlico.

O que se repete regularmente na tabela dos elementos?-H variao do n atmico dos elementos do mesmo grupo. Os nmeros atmicos dos elementos de um grupo diferem sempre de um nmero fixo: Isto permite-te saber, sem consultares a tabela peridica, se um elemento pertence ou no ao mesmo grupo de um outro elemento

A distribuio electrnica dos tomos dos elementos do mesmo perodoLi=3 Be =4 B=5 C=6 N=7 O=8 F=9 Ne=10 Como verificas, os tomos dos elementos deste perodo tm sucessivamente mais um electro, no entanto, os electres distribuem-se por 2 nveis de energia em todos eles porque so elementos do 2 perodo.

O ndo perodo em que um elemento se encontra igual ao n de nveis de energia em que se distribuem os electres.

A distribuio electrnica dos tomos dos elementos do mesmo grupoO n do grupo em que um elemento se encontra relaciona-se com o n de electres de valncia que possui ou seja mesmo grupo =mesmo n de electres de valncia

O tamanho dos tomos Os tomos dos elementos do mesmo grupo so tanto maiores quanto maior for o seu n atmico.

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Fsico-qumica 9 anoCom os elementos de um perodo acontece o contrrio: tomos so menores quando n atmico maior.

Famlias de Elementos

Metais alcalinos: So muito reactivos. Os seus tomos transformam-sefacilmente em ies mono positivos, porque tm apenas um electro de valncia. A reactividade dos metais alcalinos aumenta ao longo do grupo.

Metais alcalino-terrosos: So bastante reactivos. Os seus tomostransformam-se facilmente em ies dispositivos porque tm apenas dois electres de valncia. A sua reactividade aumenta ao longo do grupo.

Halogneos: So muito reactivos. Os seus tomos transformam-se facilmenteem ies mono negativos porque possuem sete electres de valncia. A reactividade dos halogneos diminui ao longo do grupo.

Gases Nobres: So quimicamente muito estveis. Os seus tomos tm o nmximo de electres no ltimo nvel de energia

III-Ligaes QumicasAs diferentes propriedades das substncias relacionam-se com o tipo de corpsculos que as constituem e com as forcas responsveis pela sua coeso

A nvem electrnica das molculas

...Essa nuvem no distribuda uniformemente:- mais densa nas zonas prximas dos ncleos e entre os ncleos dos tomos ligados, onde mais provvel encontrar os electres.

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Fsico-qumica 9 ano- menos densa nas zonas afastadas dos ncleos, onde menos provvel encontrar os electres. De acordo com o modelo actual, as molculas so formadas por dois ou mais ncleos e uma s nuvem electrnica

Ligaes Qumicas Notao de Lewis

Ligao Covalente-entre tomos com tendncia para capturar electres -entre tomos de elementos no metlicos 02: 2 tomos de oxignio n atmico 8 2:6

Tm tendncia para capturar electres. Conclusopassaram de 6 electres de valncia para 8 e formaram uma ligao dupla

Ligao covalente: uma ligao diz-se covalente, quando feita por partilha de electres entre 2 tomos. Consoante se partilhe 1, 2ou 3 pares de electres de valncia a ligao ser covalente simples, dupla ou tripla. -Ligao covalente simples - h partilha de um par de electres Exemplo:

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Fsico-qumica 9 ano- Ligao covalente dupla: h partilha de dois pares de electres. Exemplo:

-Ligao covalente tripla: h partilha de trs pares de electres.

Exemplo:

TIPO DE LIGAO: -Ligao covalente apolar: os electres partilhados so atrados com a mesma intensidade por ambos os ncleos, pois a ligao feita entre tomos do mesmo elemento. Exemplos: Cl2, F2,O2 -ligao covalente polar: o par de electres partilhado atrado com mais intensidade por um dos ncleos, porque os tomos que fazem a ligao pertencem

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Fsico-qumica 9 anoa elementos diferentes.

Exemplos: HF, H2O

POLARIDADE DAS MOLCULAS:

GEOMETRIA DAS MOLCULAS *Molculas do tipo A2 (molculas diatmicas -Tm 2 tomos) -Geometria linear: Ex: N2, O2 * Molculas do tipo Ax2 ou A3( molculas triatmicas -Tm 3 tomos) -Geometria linear:O tomo central no possui pares n ligantes Ex: CO2 , BeCl2

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Fsico-qumica 9 ano-Geometria angular: O tomo central tem um ou mais pares no ligantes. Ex: H2O, H2S.

* Molculas do tipo AX3 ou AX2Y (molculas tetratmicas- Tm 4 tomos) - Geometria triangular plana: O tomo central no possui pares no ligantes Ex: BF3, BH3.

-Geometria piramidal:O tomo central tem pares no ligantes. Ex: NH3, PH3

* Molculas do tipo AX4 (Molculas pentatmicas tm 5 tomos) -Geometria tetradrica: Ex:CH4,CCl4 .

Inica-entre tomos com tendncia para capturar electres e tomos com tendncia para libertar electres. -entre tomos de elementos metlicos e no-metlicos Quando dois tomos se aproximam, sendo de elementos diferentes, em que um tem tendncia para captar electres e o outro para perder electres, pode acontecer uma ligao inica.

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Fsico-qumica 9 anoA ligao inica estabelecida entre ies e o composto resultante designa-se por composto inico. Forma-se quando um dos elementos um metal e o outro um no-metal.

NA tem tendncia para perder o seu nico electro de valncia, j CL tem tendncia para capturar visto ter 7.

Exemplos:

Metlica-entre tomos com tendncia para libertar electres -entre tomos de elementos metlicos

Os metais tm como caracterstica possurem poucos electres de valncia. Esses electres tem a particularidade de se libertarem formando um mar de electres , os quais, so atrados no s pelo ncleo do tomo a que pertenciam, mas tambm pelo ncleo dos tomos vizinhos. Esses electres, podem mover-se em todas as direces e essa propriedade que assegura nos metais a sua maleabilidade, ductibilidade, condutividade trmica e elctrica. mg tem tendncia para perder os seus 2 electres de valncia, j cl tem tendncia para capturar visto ter 7 e precisa de mais um para se tornar estvel. 15 Adaptao, Isabel Valente

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