Introdução ao estudo da Química

A - Demócrito em: "a idéia do átomo!"

    

B - Resumo da Evolução dos Modelos Atômicos:

C - Conceitos Fundamentais:

1º. Partículas fundamentais de um átomo

           Após estudarmos a evolução dos modelos atômicos até o Modelo de Rutherford-Böhr, vamos iniciar o estudo do átomo, mas antes, vamos formar uma idéia importante: elemento químico.

                Convivemos com muitos elementos químicos em nosso dia-a-dia, como por exemplo o carbono (presente no grafite das lapiseiras que utilizamos), o alumínio (presentes nas esquadrias de janelas e portas) ou o oxigênio (constituinte vital do ar atmosférico).

               O átomo é constituído de uma parte central, o núcleo, formado por prótons, partículas com carga elétrica positiva, e os nêutrons, sem carga elétrica. Ao seu redor do qual giram os elétrons, partículas com carga elétrica negativa,  numa região chamada de coroa ou eletrosfera. Chamamos esses três constituintes de partículas fundamentais.  Veja o esquema:

    

2º. Dimensões do átomo

          Consideramos, em média, as seguintes medidas dos diâmetros de um átomo e seu núcleo:

      

          Podemos concluir que o diâmetro de um átomo é, em média, 10.000 vezes o diâmetro de seu núcleo. 

3º. Massas das partículas fundamentais

                 Como observamos no módulo anterior, o átomo é uma partícula muito pequena, logo, suas partículas fundamentais apresentação tamanho e massas menores ainda, assim, em nosso estudo, usaremos as massas relativas do próton, nêutron e do elétron.

                m_próton = m_nêutron = 1840 m_elétron

Exercício Resolvido: quantas vezes a massa do núcleo de um átomo de Hélio (átomo com dois prótons e dois nêutrons) é maior que a massa de sua eletrosfera?

       

4º. Número atômico (z)

                O número atômico corresponde ao número de prótons existentes no núcleo de um átomo. 

Representação:   _ZX

           

Importante: um átomo neutro, cuja carga elétrica é zero, o número de prótons será sempre igual ao número de elétrons e, exclusivamente nesse caso, será considerado igual ao número atômico.

Exemplo: o átomo de cálcio, Ca, tem número atômico 20 (z=20), logo, vamos entender que esse átomo neutro tem:

20 prótons (z=p=20).

Representação:  ₂₀Ca


5º. Número de elétrons

                O número de elétrons existentes na eletrosfera de um átomo neutro ou no estado fundamental é numericamente igual ao número de prótons do átomo. 

Exemplo: o átomo de cálcio, Ca, tem número atômico 20 (z=20), logo, vamos entender que esse átomo neutro tem:  20 prótons (z=p=20) e 20 elétrons (p é numericamente igual a e).

6º. Número de Massa (A)

                 O número de massa corresponde a soma do número de prótons (z) com o número de nêutrons (n), existentes no núcleo de um átomo.
                        A = z + n   ou   A = p + n (Lembre: z=p)

Representação:   ^AX

Importante: quando o é átomo neutro (p é numericamente igual a e^-) seu número atômico pode ser indicado no lado direito superior.

Representação:    X^A

      

Exemplo: um átomo de ferro, Fe, tem número atômico 26 e número de nêutrons 30, logo, vamos entender que esse átomo neutro tem:

Representação:  Fe⁵⁶

Exercício Resolvido:

                Dado o símbolo abaixo, indique:

                                                                           ₂₀Ca⁴¹

a) Seu número atômico.

₂₀Ca⁴¹   z = 20

b) Seu número de prótons.

₂₀Ca⁴¹   z = p à p = 20 prótons

c) Seu número de elétrons.

₂₀Ca⁴¹   e^– ´é numericamente igual a p à  e^– = 20 elétrons

d) Seu número de massa.

₂₀Ca⁴¹  A = 41

e) Seu número de nêutrons.

A = z + n  à  n = A – z  à  n = 41 – 20 à  n = 21 nêutrons

f) O nome desse átomo.

Ca = cálcio

7º. Átomo eletrizado ou Íon:

    Um átomo em seu estado normal é eletricamente neutro, pois seu número de prótons é igual ao seu número de elétrons,

a – Íon Positivo ou Cátion: o átomo que doa elétrons torna-se um íon positivo ou cátion.

Representação:  X^carga+     Exemplo: Al³⁺ 

b – Íon Negativo ou Ânion: o átomo que ganha elétrons torna-se um íon negativo ou ânion.

Representação:  X^carga-     Exemplo: O^2-  

8º. Semelhança Atômica:

a – Isótopos: são átomo que apresentam o mesmo número atômico (z) e diferentes números de nêutrons (n), resultando assim diferentes números de massa (A).

Exemplo: ₉₂U²³⁶     e     ₉₂U²³⁵

b – Isóbaros: são átomo que apresentam o mesmo número de massa (A), diferentes números de prótons (p) e diferentes números de nêutrons (n).

Exemplo: ₁₉K⁴⁰     e     ₂₀Ca⁴⁰

c – Isótonos: são átomo que apresentam o mesmo número de nêutrons (n), diferentes números de prótons (p)

e diferentes números de massa (A).

Exemplo:  ₂₆Fe⁵⁶  n = 56-26 = 30 nêutrons     e     ₃₀Zn⁶⁰  n = 60-30 = 30 nêutrons 

Exercício resolvido:
Identifique, entre os átomos abaixo, os grupos de isótopos, isóbaros e isótonos.

 ₂₅X⁵²,   ₂₅Y⁵³,  ₂₇Z⁵⁴,  ₂₆W⁵³

Resolução:

- isótopos: mesmo número de prótons ( p = z )

₂₅X⁵²  e  ₂₅Y⁵³

- isóbaros: mesmo número de massa ( A )

₂₅Y⁵³   e   ₂₆W⁵³

- isótonos: mesmo número de nêutrons ( n = A - z )

₂₅X⁵²  (n=52-25=27)   e  ₂₇Z⁵⁴   (n=54-27=27)