O documento descreve a evolução dos modelos atómicos ao longo do tempo, começando pelo modelo de Dalton no século 18, passando pelo modelo planetário de Rutherford em 1911, modelo quântico de Bohr em 1913 até o modelo atual proposto por Schrödinger na década de 1920 no qual os elétrons se movem em orbitais com probabilidades definidas em vez de órbitas definidas.
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MODELOSMODELOS
ATÓMICOSATÓMICOSATÓMICOSATÓMICOS
Inês Bruno e Marília Peres
2009 Fonte: http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_fall2003.web.dir/erik_johnson/contents.html
MODELOS DO ÁTOMO …
John Séc Esfera O átomo de cadaJohn
Dalton
(Inglês)
Séc.
XVIII
Esfera O átomo de cada
elemento é uma
esfera indivisível
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2
MODELOS DO ÁTOMO …
MODELO DE DALTONMODELO DE DALTON -- 18031803
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Fonte: http://www.rsc.org/chemsoc/timeline/timeline.asp
MODELOS DO ÁTOMO …
Descoberta do Electrão por J.J.TMOMSOMDescoberta do Electrão por J.J.TMOMSOM emem 18971897
Fonte: http://www.rsc.org/chemsoc/timeline/timeline.asp
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3
Thomson 1897 Modelo do
pudim de
O átomo é uma esfera
maciça carregada
MODELOS DO ÁTOMO …
passas positivamente, onde os
electrões se encontram
encrostados.
5
Rutherford 1911 Modelo
planetário
O átomo é constituído por um
núcleo, de carga eléctrica
positiva, onde está concentrada
toda a massa do átomo, e por
MODELOS DO ÁTOMO …
, p
electrões que se moviam à volta
do núcleo
Rutherford observou grandes
deflexões, sugerindo um núcleo
duro e pequeno 6
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MODELOS DO ÁTOMO …
RutherfordRutherford em1911em1911
Fonte: http://www.rsc.org/chemsoc/timeline/timeline.asp
Bohr 1913 Modelo
de Bohr
Os electrões só podem ocupar
níveis de energia bem definidos
(quantização da energia) e giram em
d ú l ó bi
MODELOS DO ÁTOMO …
torno do núcleo em órbitas com
energias diferentes;
Modelo de Bohr para o
átomo de Hidrogénio
r
Nível
interno
o
ntal
Nível
interno
o
ntal
n=3
n=4
n=5
n=6
n=2
Electrão
Núcleo
Menor
energia
n=1
Estado
fundamen
Núcleo
Menor
energia
n=1
Estado
fundamen
Maior energia
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5
MODELOS DO ÁTOMO …
NielsNiels BohrBohr em1913em1913
Fonte: http://www.rsc.org/chemsoc/timeline/timeline.asp
MODELOS DO ÁTOMO …
http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Models_of_the_Hydrogen_Atom
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- as órbitas interiores apresentam energia mais baixa e à
medida que se encontram mais afastadas do núcleo o
valor da sua energia é maior;
- quando um electrão recebe energia suficiente passa a
ocupar uma órbita mais externa (com maior energia)
ficando o átomo num estado excitado;
- se um electrão passar de uma órbita para uma outra mais
interior liberta energia;interior liberta energia;
- os electrões tendem a ter a menor energia possível -
estado fundamental do átomo.
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Nível
Externo
Emissão e absorção de energiaEmissão e absorção de energia
Núcleo
Nível
interno
Eletrão
Absorção deAbsorção de
energiaenergia
Emissão
de
energia
Electrão
Menor
energia
Maior
energia
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7
Linhas de emissão noLinhas de emissão no
átomo de Hidrogénioátomo de Hidrogénio
Contínuo
n=4
n=5
n=6
n=∞
L
Lγ
Lδ
Hβ
Hγ
Hδ
n=2
n=3
Lβ
Lα
Balmer
Hα
Hβ
Pα
Paschen
Pβ Pγ Pδ
Bα Bβ
BrackettBrackett
Bγ
Bδ
Núcleo Nível limite
externo
n=1
Estado
fundamental
Lyman
PfundPfund
Fα Fβ
Fγ
Fδ
1º estado
excitado
2º estado
excitado 13
Bohr determinou matematicamente a relação existente
entre a energia que o electrão poderia assumir e o nível
em que se encontrava:
)
1
(10182 18
E −
)(1018,2 2
18
n
xEn −=
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Falar em orbita implica conhecer SIMULTANEAMENTE e
EXACTIDÃO POSIÇÃO ENERGIA DO
Mas o modelo atómico deMas o modelo atómico de BohrBohr tem limitações…tem limitações…
com EXACTIDÃO, a POSIÇÃO e a ENERGIA DO
ELECTRÃO num dado momento.
No entanto HeisenbergHeisenberg demonstrou que é impossível
determinar simultaneamente, com exactidão a posição e a
energia de um electrão (PrincipioPrincipio dada incertezaincerteza dede
HeisenbergHeisenberg)
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MODELOS ACTUAL DO ÁTOMOMODELOS ACTUAL DO ÁTOMO
Schrödinger e
outros
1913 Modelo
Quântico
Os electrões movem‐se em
torno dos respectivos núcleos
sem trajectórias definidassem trajectórias definidas.
Apenas se conhece a
PROBABILIDADE de um
electrão com uma
determinada energia se
localizar num dado ponto do
espaço.
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No Modelo Atómico deNo Modelo Atómico de BohrBohr No Modelo Atómico ActualNo Modelo Atómico Actual
O electrão descreve órbitas
ÓRBITAÓRBITA:: Linha onde existe a
certeza de encontrar o electrão
com uma dada energia
O electrão ocupa uma orbital
ORBITALORBITAL:: Região do espaço onde há
probabilidade de encontrar um electrão com
uma dada energia.
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Se fosse possível fotografar em
instantes sucessivos o movimento do
electrão em volta do núcleo,
obteríamos uma imagens semelhante
a esta.
O electrão com uma dada energia, pode estar mais perto do núcleo
ou mais afastado, ocupando mais vezes, determinadas posições no
espaço à volta do núcleo do que outras.
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Uma orbital não se consegue visualizar, embora existam
várias maneiras de a representar, uma delas é o ModeloModelo dada
NuvemNuvem ElectrónicElectrónicaa
Maior
Menor
probabilidade de
se encontrar o
electrão
Maior
probabilidade de
se encontrar o
electrão
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Mais informação emTIMELINEMais informação emTIMELINE -- RSCRSC
Fonte: http://www.rsc.org/chemsoc/timeline/pages/timeline.html