Desvendando o Átomo_ifba (2)

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Profa. Flávia / Química / IFBA Campus de Paulo Afonso-BA

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  • Profa. Flvia / Qumica / IFBACampus de Paulo Afonso-BA

  • tudo que ocupa lugar no espao e tem massa

    uma medida da resistncia mudana de velocidade

    Refere-se fora com que um objeto atrado pela Terra

  • Refere-se habilidade de uma substncia se transformar em outra.

    uma caracterstica que podemos observar ou medir sem mudar a identidade da substncia. Exemplos: estado da matria, PF, PE, dureza, cor, temperatura

  • Independe do tamanho da amostra. Ex: temperatura de dois recipientes distintos de gua.

    Depende do tamanho (extenso) da amostra. Ex: massa e volume

  • Propuseram no sculo V a.C., que a matriadivisvelera at se chegar a umapartculaque no poderia mais ser dividida e que seria a unidade fundamental da matria , a qual chamamos detomo, o qual seria macio eesfrico.

  • Atravs de experimentos realizados sobre a razo das massas dos elementos que se combinavam para formar compostos, ele foi capaz de detectar razes de massas consistentes que o levaram a desenvolver a hiptese atmica em 1807: Todos os tomos de um dado elemento so idnticos Os tomos de diferentes elementos tm massas diferentes Um composto uma combinao especfica de tomos de mais de um elemento Em uma razo qumica, os tomos no so criados nem destrudos mas trocam de parceiros para produzirem novas substncias

  • tomomacio e indivisvel;tomosiguais so de um mesmo elementoqumico;durante asreaes, ostomosse separam e se reagrupam, formandonovassubstncias.

  • 1834: Michael Faraday relatou o resultado de experincias mostrando que uma transformao qumica podia ser causada pela passagem de eletricidade atravs de solues aquosas de compostos qumicos.

    1874: Estas experincias demonstraram que a matria possua natureza eltrica e conduziram G.J. Stoney a propor a existncia de partculas de eletricidade a que chamou de eltrons.

  • 1897: analisou asexperinciascom as descargaseltricasem gases rarefeitos (em pequenas quantidades), nas quais ficou evidenciada a presenadecargas positivas e negativas no interior dotomo, conhecido como modelo pudim de passas.

  • Raios catdicos podem ser compreendidos como sendo um feixe de partculas carregadas de carga eltrica negativa.

  • Consideremos um tubo de vidro contendo gs no seu interior e munido de dois eletrodos. Quando o tubo contm gs sob presso normal, verifica-se que no h descarga eltrica no seu interior (no h emisso de luz), mesmo quando aplica nos eletrodos uma diferena de potncia da ordem de 104 volts ( 10.000 volts ).

  • Rarefazendo-se progressivamente, ou seja, diminuindo-se a presso progressivamente no gs, por meio de bomba de vcuo, at atingir a presso da ordem de 10 mmHg, aparece um fluxo luminoso partindo do ctodo e dirigindo-se ao nodo.

  • Continuando a rarefao ( diminuindo a presso sob o gs ) at atingir aproximadamente 1 mmHg, a luminosidade passa a diminuir. Quando a presso for da ordem de 10-2 mmHg, desaparecer o feixe luminoso, permanecendo apenas uma mancha luminosa na parede do tubo oposta ao ctodo.

  • Thomson mostrou que os raios catdicos eram feixes de partculas carregadas negativamente . Esses feixes provm dos tomos que constituem o eletrodo (ctodo)

    Thomson encontrou que as partculas carregadas eram as mesmas, independente do material usado para o ctodo. Ele concluiu que eram parte de todos os tomos e essas partculas foram chamadas de eltrons.

  • Thomson aplicou um campo magntico de intensidade conhecida atravs do tubo e verificou a deflexo do feixe de eltrons; foi, ento, aplicada carga s placas at o feixe retornar ao seu ponto central.

    A partir das intensidades dos campos eltrico e magntico, Thomson foi capaz de medir o valor e/m:

    O resultado da experincia indicou que o eltron ou tinha uma carga eltrica muito grande, ou sua massa era muito pequena.

  • 1908: Millikan aspergiu uma fina nvoa de leo sobre um par de placas metlicas paralelas. As gotculas passavam atravs de um orifcio na placa superior e o ar entre elas era irradiado por raios X. Os eltrons arrancados dos tomos de gs pelos raios X eram absorvidos pelas gotculas de leo, o que lhes conferia carga negativa.

  • Millikan constatou que, mediante a aplicao de uma carga eltrica s placas a queda das gotas carregadas podia ser interrompida.

    O conhecimento da massa de uma gota e a quantidade de carga nas placas necessria para manter a gota suspensa permitiu calcular a carga, que era sempre um mltiplo de 1,69 x 10 -19 C Isso permitiu concluir que a massa do eltron 9,11 x 10 -28 gramashttp://www.youtube.com/watch?v=XMfYHag7Liw

  • Veja algumas das "aes" dos raios catdicos ( eltrons ) no nosso dia-a-dia:

    Televiso: O tubo de imagem dos televisores uma ampola de Crookes ( alto vcuo ) com certas adaptaes.

    Os raios catdicos incidem na superfcie interna do vidro, que revestida com tinta fluorescente. Durante a descarga, a tela fica iluminada.

  • Lmpada Fluorescente: A lmpada fluorescente contm vapor de mercrio(Hg) como gs residual. A parede interna do vidro da lmpada revestida de tinta fluorescente. Pela descarga no interior da lmpada, o vapor de mercrio (Hg) , a essa presso emite luz ultravioleta ( invisvel ), a qual excita a tinta fluorescente, que emite luz visvel caracterstica dessa lmpada.

  • Lmpadas de Sdio (Na) e Lmpadas de Mercrio (Hg): A luz emitida pelas lmpadas de sdio e de mercrio resulta da descarga eltrica em tubos, que so os cilindros de vidro, contendo vapor de sdio e vapor de mercrio como gs residual e estando a baixa presso.

  • 1908: para verificar se os tomos eram macios, Rutherford bombardeou uma finssima lamina de ouro (de aproximadamente 0,0001cm) com pequenas partculas de carga positivas, denominada partculas alfa, emitidas por um material radioativo (polnio).

  • Grande parte das partculas alfa atravessa a lmina sem desviar o curso;

    Poucas partculas alfa (1 em 20000) no atravessam a lmina e voltavam;

    Algumas partculas alfa sofriam desvios de trajetria ao atravessar a lmina.

  • Boa parte do tomo vazio. No espao vazio (eletrosfera) provavelmente esto localizados os eltrons;Deve existir no tomo uma pequena regio onde esta concentrada sua massa (o ncleo);O ncleo do tomo deve ser positivo, o que provoca uma repulso nas partculas alfa (positivas);A carga positiva cancela exatamente a carga negativa da vizinhana eletrnica;Comparado com o tamanho do ncleo (dimetro de 10-4 m) o espao ocupado pelos eltrons cerca de cem vezes maior, o equivalente a uma mosca no meio de um estdio de beisebol.

  • Rutherford observou que apenas cerca da metade da massa nuclear podia ser justificada pelos prtons. Sugeriu, portanto, que partculas de carga zero e de massa aproximadamente igual dos prtons estavam tambm presentes no ncleo.Em 1932, Chadwick bombardeou berlio com partculas alfa e descobriu que eram emitidas partculas no carregadas, apenas um pouco maiores que os prtons.

  • De acordo com o modelo atmico proposto por Rutherford, os eltrons ao girarem ao redor do ncleo, com o tempo perderiam energia, e se chocariam com o mesmo. Como o tomo uma estrutura estvel, Niels Bohr formulou uma teoria (1913) sobre o movimento dos eltrons, fundamentado na Teoria Quntica da Radiao (1900) de Max Planck. A teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes postulados: 1 postulado: Os eltrons descrevem rbitas circulares estacionrias ao redor do ncleo, sem emitirem nem absorverem energia.

  • 2 postulado: Fornecendo energia (eltrica, trmica, ....) a um tomo, um ou mais eltrons a absorvem e saltam para nveis mais afastados do ncleo. Ao voltarem as suas rbitas originais, devolvem a energia recebida em forma de luz (fenmeno observado, tomando como exemplo, uma barra de ferro aquecida ao rubro).

  • Profa. Flvia Jorlane/ Qumica / IFBACampus de Paulo Afonso-BA

  • Os qumicos estudam tomos pela observao das propriedades das radiaes eletromagnticas que eles emitem

    Um raio de radiao eletromagntica consiste de campo eltrico e magntico oscilando que atravessam o espao vazio a 3,00 x 108 m.s-1, mais conhecida como velocidade da luz (c)

    Ex: luz visvel, ondas de rdio, microondas e raios X.

  • Um campo eltrico empurra partculas carregadas como os eltrons.

    Quando um raio de luz encontra um eltron, seu campo eltrico empurra o eltron oscilando em ambas direo e intensidade

    O nmero de ciclos (reverses completas por segundo chamado de frequncia ()

    1 Hz = 1 s-1 (um ciclo por segundo)

  • A frequncia da radiao eletromagntica afeta diretamente sua aplicao.

    Ex: nossos olhos detectam diferentes cores porque eles respondem de diferentes maneiras luz de diferentes frequncias.

    Assim, quando o campo magntico oscila em cerca de 6,4 x 10 14 Hz vemos a luz azul

  • A amplitude a altura da onda acima da linha central e determina a intensidade ou brilho da radiao

  • Velocidade da luz = Comprimento de onda x frequncia

  • A frequncia da radiao eletromagntica afeta diretamente sua aplicao.

    Ex: nossos olhos detectam diferentes cores porque eles respondem de diferentes maneiras luz de diferentes frequncias.

    Assim, quando o campo magntico oscila em cerca de 6,4 x 10 14 Hz vemos a luz azul

    Hz equivale a ciclos por segundo, sendo frequncia o nmero de mximos que passam por um dado ponto por segundo

  • 1) Raios X emitidos pelo cobre tem um comprimento de onda de 1,54 x 10 -8 cm. Qual a frequncia dessa radiao?

    2) Calcule as frequncias das mudanas de cor de um semforo (verde 530nm; amarelo 580 nm; vermelho 700 nm).

    3) A massa de um tomo de ferro 9,29 x 10 -26 kg. Quantos tomos de ferro esto presentes na massa de um magneto de ferro de 25,0 g?

    4) Um mineiro procurando ouro em um riacho coleta 12,3d de peas finas de ouro conhecidas como p de ouro. A massa de um tomo de ouro 3,27 x 10 -25 kg. Quantos tomos de ouro o mineiro coletou?

  • De acordo com Max Planck (1900), quando uma partcula passa de uma situao de maior para outra de menor energia ou vice-versa, a energia perdida ou recebida em "pacotes" que recebe o nome de quanta (quantum o singular de quanta). O quantum o pacote fundamental de energia e indivisvel. Cada tipo de energia tem o seu quantum.

    A Teoria Quntica permitiu a identificao dos eltrons de um determinado tomo, surgindo assim os "nmeros qunticos".

  • Ao pesquisar o tomo, Sommerfeld concluiu que os eltrons de um mesmo nvel, ocupam rbitas de trajetrias diferentes (circulares e elpticas) a que denominou de subnveis, que podem ser de quatro tipos: s , p , d , f .

  • O diagrama de Linus Pauling' (ou diagrama de Pauling) um diagrama feito pelo qumico norte-americano Linus Paulins para auxiliar na distribuio dos eltrons pelos subnveis da eletrosfera.

    Os subnveis so designados por letras: s (sharp = ntido), p (principal), d (diffuse = difuso), f (fundamental), g, h e i, sendo esses 3 ltimos ausentes do diagrama convencional, pois, apesar de existirem na teoria, no h tomo que possua tantos eltrons e que seja necessrio utilizar esses subnveis.

  • Sabe-se que medida que um objeto torna-se mais quente, ele brilha com maior intensidade e a cor da luz que emite muda de vermelho para o branco.

    Esse objeto conhecido como corpo negro.

    Para estudar esse efeito, cientistas mediram a intensidade da radiao em cada comprimento de onda e repetiram as medidas em temperaturas diferentes.

  • Com o aumento da temperatura, a energia total emitida ( a rea sob a curva) cresce estreitando-se, e o mximo da intensidade da emisso desloca-se para menores

  • 1879 Lei de Stefan-BoltzmannAtravs da investigao do aumento de brilho de um corpo negro medida que era aquecido, observou-se que a intensidade total emitida em todos os comprimentos de onda aumentava com a quarta potncia da temperatura.

    Potncia emitida (watts) / rea da superfcie (m2) = constante x T 4