TRANSFORMAÇÃO DA MATÉRIA E ESTRUTURA DO ÁTOMO

- TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA
a) FENÔMENOS FÍSICOS – São aqueles que não alteram a natureza da matéria, isto é, a sua composição. Ex.: Transformação de barra de cobre em fios; produção de jóias de ouro; produção de tecidos em roupas.
b) FENÔMENOS QUÍMICOS – São aqueles que alteram a natureza da matéria, ou seja, a sua composição(na verdade, há uma REAÇÃO QUÍMICA). Ex.: Quando há uma mudança de cor – queima de papel; ao liberar gás (eferevescência) – antiácido estomacal em água.
A ESTRUTURA DO ÁTOMO –
1- DEMÓCRITO E LEUCIPO, filósofos, Séc. V a. C., acreditavam que a matéria era constituída de pequenas partículas indivisíveis, chamadas átomos.
2- THOMPSON – “O átomo seria formado por uma esfera positiva, não maciça e com elétrons(carga negativa) presas, de modo que a carga total fosse nula.”
3- RUTHERFORD – Antes de se penetrar na experiência de Rutherford, deve-se ter em mira alguns conceitos.
Radioatividade – Sem analisar qualquer dicionário, pode-se dividir o termo radioatividade assim: Radio-atividade, isto é, atividade do elemento químico Rádio. E o que seria atividade? Lembre-se de um vulcão em erupção. Ele lança lavas ou “partículas” do interior do centro da Terra. Nesse caso, diz-se que o vulcão está em “atividade”. E fazendo uma comparação com o átomo, quando ele está é “atividade”, ele lança partículas do seu interior para fora do átomo. Esse fenômeno ocorre no elemento químico Rádio (daí o termo radioatividade), urânio, etc.
Daí a definição de radioatividade é a emissão de partículas do interior (do núcleo) do átomo em determinados elementos químicos.
Essas partículas são assim denominadas: ά (alfa), β (Beta) e γ (Gama). Alfa contém dois prótons e dois nêutrons e carga positiva, sendo a maior, a mais pesada e a mais lenta dessas partículas; Beta são partículas dotadas de carga negativa (elétrons), com alta velocidade; Gama, é uma emissão radioativa constituída por ondas eletromagnéticas.
Rutherford colocou o elemento químico Polônio, guardado em uma câmara de chumbo, que é radioativo, onde saíam partículas alfa que se dirigiam a uma finíssima lâmina de ouro. E nessa trajetória, posteriormente, encontrava-se uma tela fluorescente constituída de sulfeto de zinco (ZnS), onde ocorria o reflexo quando as partículas alfa atingiam essa tela.
As observações feitas durante o experimento levaram Rutherford a tirar uma série de conclusões:
OBSERVAÇÃO CONCLUSÃO
1- A maior parte das partículas alfa atravessava 1- A maior parte do átomo deve ser vazio.
a lâmina sem sofrer desvios; Nesse espaço(eletrosfera) devem ser locali-
2- Poucas partículas alfa não atravessavam a lâmi- zados os elétrons;
na e voltavam; 2- Deve existir no átomo uma pequena regi-
3- Algumas partículas alfa sofriam desvios ao atra- ão onde está concentrada sua massa(o nú -
vessar a lâmina; cleo);
3- O núcleo do átomo deve ser positivo, o que provoca uma repulsão nas partículas alfa (positivas);
A comparação do número de partículas alfa que atravessavam a lâmina com o número de partículas alfa que voltavam, levou Rutherford a concluir que o raio do átomo é 10 mil a100 mil vezes maior que o raio do núcleo.
CHARDWICK, posteriormente, descobriu os nêutrons.Os nêutrons estão localizados no núcleo e apresentam massa muito próxima à dos prótons, mas não têm carga elétrica. Aqui estão as partículas do átomo:
PARTÍCULA MASSA RELATIVA CARGA RELATIVA
PRÓTONS 1 +1
NÊUTRONS 1 0
ELÉTRONS 1/1840 -1

Daí, o átomo de RUTHERFORD ficou delineado como um sistema planetário, onde existiam os elétrons com carga elétrica negativa (seriam os planetas) girando na eletrosfera (a órbita) e no centro o núcleo (o Sol), contendo prótons (cargas positivas) e os nêutrons (sem carga elétrica).

Porém, por esse Modelo Atômico de Rutherford, o elétron, ao girar em torno do núcleo, deveria perder energia, sendo atraído pelo núcleo e, assim, deixaria de existir o átomo.
Daí, surgiu o Modelo Atômico de BOHR, que complementou Ruherford.
Então, surgiram os Postulados (Idéias) de BOHR:
1- O átomo tem um núcleo positivo e está rodeado de elétrons negativos;
2- A eletrosfera é dividida em camadas ou níveis de energia(K, L, M, N, O, P, Q) e, por sua vez, em subcamadas ou subníveis de energia, onde o elétron percorre.
3- Quando o elétron transita pelo seu nível de energia (ou camada), ele não perde nem ganha energia, tendo uma energia global constante. Daí os elétrons giram em órbitas ESTACIONÁRIAS de energia.
4- O elétrron, ao absorver uma quantidade “exata” de energia, ele “salta” de uma camada mais interna para uma mais externa.
5- O elétron necessariamente retorna para a camada mais interna e, assim, ele transforma essa energia anteriormente absorvida em luz visível (azul, verde...), ondas eletromagnéticas, raios X, etc. (que também são chamadas de FÓTONS), que é jogada para o meio ambiente.

Essas órbitas foram denominadas níveis de energia ou camadas.
CAMADAS
K L M N O P Q
SUBNÍVEIS s p d f
Nº MÁX. ELÉTRONS
2
8
18
32
32
18
2
Nº max. Elétrons 2 6 10 14
Fazer o Diagrama de LINUS PAULING
Exemplos:
A distribuição eletrônica do Ferro (26 Fe) EM ORDEM CRESCENTE DE ENERGIA segue as setas do
diagrama de Linus Pauling, resultando no seguinte: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6 ;
Posteriormente, faz-se POR CAMADAS:
Camadas: K: 1s2; L: 2s2, 2p6; M: 3s2, 3p6, 3d6; N: 4s2;
Segundo FELTRE, a distribuição eletrônica dos íons é semelhante à dos átomos neutros. No entanto, é importante salientar que os elétrons que o átomo irá ganhar ou perder(para se transformar em íon) serão recebidos ou retirados da ÚLTIMA camada eletrônica, e NÃO do subnível mais energético(que é o último subnível encontrado em ordem crescente de energia). Assim, por exemplo, o átomo de ferro que tem 2 elétrons na última camada (camada N), perde dois elétrons, transformando-se no íon Fe2+. A distribuição eletrônica por camadas do Fe2+ ficaria assim, por camadas: K: 1s2; L: 2s2, 2p6; M 3s2, 3p6, 3d6;





Também o Modelo Atômico Rutherford-Bohr contêm equívocos, como porque o elétron, ao transitar na sua camada ele não perde nem ganha energia, bem como a trajetória do elétron não é nem circular nem elíptica.
Atualmente, o Modelo Atômico é meio complicado para o nível de 2º Grau, onde se baseia que toda partícula tem características de partícula (matéria) e onda, pela Mecânica Quântica.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DOÁTOMO
1- NÚMERO ATÔMCO- (Z)- é o número que indica a quantidade de prótons de um átomo.
Z = nº de prótons = nº de elétrons
2- NÚMERO DE MASSA – (A)- é a soma do numero de prótons e do número de nêutrons presentes no núcleo de um átomo. A = p + N ou A = Z + N
4- ELEMENO QUÍMICO – É o conjunto formado por átomos de mesmo número atômico (Z) que o identifica. E o elemento químico deve ser assim representado:
A A
X ou X
Z Z

ÍONS- São átomos que perderam elétrons(chamados da cátions) ou que ganharam elétrons(chamados de ânions) sem sofrer alterações em seu núcleo. Os cátions possuem carga positiva no total de suas cargas(porque existem uma deficiência de elétrons-carga negativa); os ânions possuem carga negativa(por que existe um excesso de elétrons-carga negativa).
SEMELHANÇAS ATÔMICAS-
a) ISÓTOPOS- São átomos que apresentam o mesmo número atômico(Z) por pertencerem o mesmo elemento químico, mas diferentes números de massa. Ex.: isótopos do hidrogênio:
1H1 – hidrogênio leve, hidrogênio comum ou prótio.
1H2- hidrogênio pesado ou deutério (1D2).
1H3- hidrogênio mais que pesado, trítio ou tritério
O óxido de deutério, D2O, é a água pesada, usada, por exemplo, como moderador em reatores nucleares e como marcador para determinação de mecanismos de reações. O óxido de trítio não é usualmente assim utilizado, porque seu custo é altíssimo.
As propriedades químicas dos isótopos de m mesmo elemento são iguais, pois são as propriedades do próprio elemento. Entretanto, apresentam propriedades físicas diferentes. Assim, a densidade, o ponto de fusão e o ponto de ebulição do hidrogênio leve são diferentes dos do hidrogênio pesado.
b) ISÓBAROS- São átomos que apresentam diferentes números atômicos(Z) mas o mesmo número de massa(A).
ISÓTONOS- São átomos que apresentam o mesmo número de nêutrons(N), mas diferentes
EXERCÍCIOS:
1- São dadas as seguintes afirmações relativas aos átomos X, Y e Z:
I- X é isóbaro de Y e isótono de Z;
II- Y tem número atômico 56, número de massa 137 e é isótopo de Z;
III- O número de massa de Z é 138.
O número atômico de X é:
a) 53 b) 54 c) 55 d) 56 e) 57

2- Os íons 10 F‾ e 23 Na+ possuem o mesmo número:
9 11
a) atômico b) de elétrons c) de massa d) de nêutrons e) de prótons

3- Se o isótopo do chumbo que apresenta número de massa 210 forma íons Pb2+ e Pb 4+, que possuem respectivamente 80 e 78 elétrons, então o número de nêutrons desse átomo neutro é:
a) 138 b) 130 c) 132 d) 128 e) 158
4- O íon de carga 3- tem o mesmo número de elétrons de um certo átomo, cujo número atômico é 14. Sabendo-se que o íon possui 20 nêutrons, o número atômico e o número de massa do átomo que dá origem a esse íon são, respectivamente:
a) 11 e 31 b) 14 e 34 c) 17 e 37 d) 37 e 17 e) 34 e 14
5- Faça a distribuição eletrônica dos seguintes elementos químicos em ORDEM CRESCENTE DE ENERGIA e por CAMADAS, procurando encontrar tais elementos na tabela periódica e, conseqüentemente, os seus respectivos números atômicos, para a resolução da questão:
a) Mg b) P c) Ar d) Mn e) Nd