REVISÃO

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Trabalho Avaliativo – Revisão
	
Rogério José Mateus
CIÊNCIA DOS MATERIAIS - 1º/2021 ECIVIL - EMECANICA
PARACATU MG
Estrutura Atômica
A estrutura atômica é composta por três partículas fundamentais: prótons (com carga positiva), nêutrons (partículas neutras) e elétrons (com carga negativa). 
Toda matéria é formada de átomo sendo que cada elemento químico possui átomos diferentes.
A eletricidade chega às nossas casas através de fios e da movimentação de partículas negativas que fazem parte dos elétrons, que circulam pelos fios.
No núcleo de um átomo estão os prótons e os nêutrons e, girando em torno desse núcleo, estão os elétrons.
Cada núcleo de um determinado elemento químico tem o mesmo número de prótons.
Esse número define o número atômico de um elemento e determina sua posição na tabela periódica.
Em alguns casos acontece de um mesmo elemento ter átomos com números diferentes. Esses são chamados de isótopos.
Prótons
O próton é uma partícula fundamental na estrutura atômica. Juntamente com os nêutrons, forma todos os núcleos atômicos, exceto para o hidrogênio, onde o núcleo é formado de um único próton.
A massa de um átomo é a soma das massas dos prótons e nêutrons. Como a massa do elétron é muito pequena (tem cerca de 1/1836,15267377 da massa do próton), ela não é considerada.
A massa do átomo é representada pela letra (A). O que caracteriza um elemento é o número de prótons do átomo, conhecido como número atômico do elemento.
É representado pela letra (Z). O número da massa (A) do átomo é formado pela soma do número atômico (Z) com o número de nêutrons (N), ou seja, A = Z + N.
Nêutrons
O nêutron são partículas neutras que fazem parte da estrutura atômica dos átomos, juntamente com os prótons. Ele tem massa, mas não tem carga.
A massa é muito parecida com a do próton. O nêutron se localiza na porção central do átomo (núcleo).
Para se calcular a quantidade de nêutron que um átomo possui basta fazer a subtração entre o número de massa (A) e o número eletrônico (Z).
Elétrons
O elétron é uma partícula subatômica que circunda o núcleo atômico, sendo responsável pela criação de campos magnéticos elétricos.
Um próton na presença de outro próton se repele, o mesmo ocorre com os elétrons, mas entre um próton e um elétron existe uma força de atração. Dessa maneira atribui-se ao próton e ao elétron uma propriedade física denominada carga elétrica.
Os elétrons dos átomos giram em órbitas específicas e de níveis energéticos bem definidos. Sempre que um elétron muda de órbita, um pacote de energia seria emitido ou absorvido.
Essa teoria envolve conhecimentos da mecânica quântica e estes pacotes de energia são chamados quantum.
Resumo sobre estrutura atômica
Termo 	Definição
Átomo 	Unidade fundamental da matéria, formado pelo núcleo e eletrosfera.
Núcleo 	Contém os prótons e os nêutrons.
Próton 	Carga elétrica + 1.
Nêutron 	Carga elétrica 0.
Elétron 	Carga elétrica - 1.
Número atômico (Z) 	Número de prótons no núcleo de um átomo.
Número de massa (A) 	Soma do número de prótons e nêutrons.
Isótopos 	Átomos com mesmo número atômico e diferente número de massa (mesmo elemento químico).
Isóbaros 	Átomos com mesmo número de massa e diferem pelo número de prótons e de nêutrons (elementos químicos diferentes).
Isótonos 	Átomos com mesmo número de nêutrons e diferente número de prótons (elementos químicos diferentes).
Cálculo da massa atômica
O cálculo da massa atômica de um elemento químico depende do número de massa e da abundância desses isótopos na natureza. 
O cálculo da massa atômica de um elemento é o recurso matemático utilizado para determinar o valor da massa presente na Tabela Periódica de cada um dos elementos químicos existentes. De forma geral, para realizar o cálculo da massa atômica, devemos conhecer as seguintes variáveis do elemento químico:
· Isótopos do elemento;
· Número de massa de cada isótopo do elemento;
· Porcentagem de cada isótopo do elemento na natureza.
O cálculo da massa atômica do Hidrogênio, por exemplo, foi realizado com base nos seguintes dados:
· Apresenta os isótopos prótio (H1), deutério (H2) e trítio (H3);
· As massas desses isótopos são 1, 2 e 3 respectivamente;
· A porcentagem do Prótio na natureza é de 98,9%;
· A porcentagem do Deutério na natureza é de 0,09%;
· A porcentagem do Trítio na natureza é de 0,01%.
Padrão matemático do cálculo da massa atômica
Para realizar o cálculo da massa atômica de qualquer elemento químico, devemos utilizar o seguinte padrão matemático:
· 1o: multiplicar o número de massa de cada isótopo pela sua porcentagem;
· 2o: somar todos os resultados encontrados nas multiplicações do primeiro passo;
· 3o: dividir a somatória encontrada por 100.
M.A. = número de massa.porcentagem + número de massa.porcentagem
           100
Mapa Mental: Massa Atômica
Exemplos de cálculo da massa atômica
⇒ 1º exemplo: Cálculo da massa atômica do Enxofre.
Dados sobre a porcentagem e a massa dos isótopos do Enxofre
A tabela fornecida indica o número de massa e a porcentagem de cada isótopo do enxofre na natureza. Para realizar o cálculo da massa atômica, basta realizar os seguintes passos:
1o Passo: multiplicar o número de massa de cada isótopo pelo valor da sua abundância.
· Enxofre - 32 (S32)
S32 = 32.95
S32 = 3040
· Enxofre - 33 (S33)
S33 = 33.0,8
S33 = 26,4
· Enxofre - 34 (S34)
S34 = 34.4,2
S34 = 142,8
2o Passo: somar os valores encontrados nas multiplicações do número de massa e a abundância do isótopo.
Soma = S32 + S33 + S34
Soma = 3040 + 26,4 + 142,8
Soma = 3209,2
3o Passo: calcular a massa atômica dividindo a soma dos resultados encontrados por 100:
M.A.=Soma  
         100
M.A.=3209,2  
          100
M.A. = 32,092 u
⇒ 2º exemplo: Um determinado elemento químico (D) apresenta três isótopos, cujos números de massa são:
30D           32D          34D
Sabendo que a massa atômica desse elemento é 32,20 u e que há 20% do isótopo 32D na natureza, qual é o valor das porcentagens dos demais isótopos?
O enunciado fornece os números de massa, a massa atômica e a porcentagem de um dos isótopos. Para determinar as porcentagens dos outros isótopos, devemos realizar os seguintes passos:
1o Passo: determinar a porcentagem de cada isótopo.
· Isótopo - 30 (DS30)
DS30 = 30.x
DS30 = 30x
· Isótopo - 32 (DS32)
DS32 = 32.20
DS32 = 640
· Isótopo - 34 (D34)
DS34 = 34.y
DS34 = 34y
2o Passo: utilizar todos os dados encontrados na expressão matemática para o cálculo da massa atômica.
M.A. = número de massa.porcentagem + número de massa.porcentagem
        100
32,2=30x+640+34y
         100
32,2.100=30x+640+34y
              100
3220 – 640 = 30x+34y
30x + 34y = 2580
x=2580–34y
     30
3o Passo: utilizar a expressão encontrada acima a partir do seguinte raciocínio:
Porcentagem do isótopo 1 + Porcentagem do isótopo 2 + Porcentagem do isótopo 3 = 100%
x + 20 + y = 100
x + y = 100 – 20
x + y = 80
x = 80 – y
2580–34y=80-y
 30            
2580 – 34y = 30. (80-y)
2580- 34 y = 2400 – 30y
2580 – 2400 = 34y-30y
4y = 180
y=80  
     4
y = 45%
4o Passo: calcular o valor da porcentagem de x na expressão construída no terceiro passo.
x + y = 80
x + 45 = 80
x = 80 – 45
x = 35%
Número Atômico
O número atômico, representado pela letra Z maiúscula, corresponde ao número de prótons existentes no núcleo dos átomos (Z=P).
Cada elemento químico possui um número atômico, ou seja, não existem átomos de elementos químicos distintos que apresentem o mesmo número atômico.
Por isso, os números atômicos dos elementos facilitam a classificação e a constituição da tabela periódica. Eles são representados na parte inferior do elemento, enquanto os números de massa (A) estão na parte superior: Zxa.
Estrutura do Átomo
O átomo é uma partícula diminuta e eletricamente neutra, composta de cargas positivas e negativas, donde os prótons, íons de carga positiva, apresentam o mesmo número de elétrons, os quais íons de carga negativa que orbitam na eletrosfera, em volta do núcleo (p = e).
Em outros termos, o átomo é formado de partículas subatômicas chamadasde próton (p), com carga positiva, de nêutron (n), eletricamente neutros, e ainda por elétron (e), de carga negativa.
Os prótons e nêutrons estão localizados no núcleo dos átomos, enquanto os elétrons transitam pela eletrosfera, ou seja, em volta do núcleo.
Número Atômico e Número de Massa
Vale destacar que o número atômico (Z) e o número de massa (A)são informações que compõem a estrutura dos elementos químicos.
Contudo, deve-se atentar aos conceitos para que não haja confusão, visto que o número atômico representa o número de prótons de um átomo, e o número de massa corresponde a soma do número de prótons e o número de nêutrons.
O número de massa é expresso pela seguinte fórmula:
A = p + n
Note que a partir dessa expressão, pode-se calcular também:
 Número de prótons: Z = A - n ou P = A - n
 Número de nêutrons: n = A – Z
Modelos Atômicos
 Os modelos atômicos são os aspectos estruturais dos átomos que foram apresentados por cientistas na tentativa de compreender melhor o átomo e a sua composição.
 Em 1808, o cientista inglês John Dalton propôs uma explicação para a propriedade da matéria. Trata-se da primeira teoria atômica que dá as bases para o modelo atômico conhecido atualmente. 
 A constituição da matéria é motivo de estudos desde a antiguidade. Os pensadores Leucipo (500 a.C.) e Demócrito (460 a.C.) formularam a ideia de haver um limite para a pequenez das partículas. 
 Eles afirmavam que elas se tornariam tão pequenas que não poderiam ser divididas. Chamou-se a essa partícula última de átomo. A palavra é derivada dos radicais gregos que, juntos, significam o que não se pode dividir.
O Modelo Atômico de Dalton
Modelo atômico de Dalton
O Modelo Atômico de Dalton, conhecido como o modelo bola de bilhar, possui os seguintes princípios:
1. Todas as substâncias são formadas de pequenas partículas chamadas átomos;
2. Os átomos de diferentes elementos têm diferentes propriedades, mas todos os átomos do mesmo elemento são exatamente iguais;
3. Os átomos não se alteram quando formam componentes químicos;
4. Os átomos são permanentes e indivisíveis, não podendo ser criados nem destruídos;
5. As reações químicas correspondem a uma reorganização de átomos.
Modelo Atômico de Thomson
Modelo Atômico de Thomson
 O Modelo Atômico de Thomson foi o primeiro a realizar a divisibilidade do átomo. Ao pesquisar sobre raios catódicos, o físico inglês propôs esse modelo que ficou conhecido como o modelo pudim de ameixa.
 Ele demonstrou que esses raios podiam ser interpretados como sendo um feixe de partículas carregadas de energia elétrica negativa.
 Em 1887, Thomson sugeriu que os elétrons eram um constituinte universal da matéria. Ele apresentou as primeiras ideias relativas à estrutura interna dos átomos.
 Thomson indicava que os átomos deviam ser constituídos de cargas elétricas positivas e negativas distribuídas uniformemente.
 Ele descobriu essa mínima partícula e assim estabeleceu a teoria da natureza elétrica da matéria. Concluiu que os elétrons eram constituintes de todos os tipos de matéria, pois observou que a relação carga/massa do elétron era a mesma para qualquer gás empregado em suas experiências.
Em 1897, Thomson tornou-se reconhecido como o “pai do elétron”.
Modelo Atômico de Rutherford
Modelo atômico de Rutherford
 Em 1911, o físico neozelandês Rutherford colocou uma folha de ouro bastante fina dentro de uma câmara metálica. Seu objetivo era analisar a trajetória de partículas alfa a partir do obstáculo criado pela folha de ouro.
 Nesse ensaio de Rutherford, observou que algumas partículas ficavam totalmente bloqueadas e outras partículas, que não eram afetadas, ultrapassavam a folha sofrendo desvios. Segundo ele, esse comportamento podia ser explicado graças às forças de repulsão elétrica entre essas partículas.
 Pelas observações, afirmou que o átomo era nucleado e sua parte positiva se concentrava num volume extremamente pequeno, que seria o próprio núcleo.
 O Modelo Atômico de Rutherford, conhecido como modelo planetário, corresponde a um sistema planetário em miniatura, no qual os elétrons se movem em órbitas circulares, ao redor do núcleo.
Modelo de Rutherford – Bohr
Modelo Atômico de Rutherford-Bohr
 O modelo apresentado por Rutherford foi aperfeiçoado por Bohr. Por esse motivo, o aspecto da estrutura atômica de Bohr também é chamado de Modelo Atômico de Bohr ou Modelo Atômico de Rutherford-Bohr.
 A teoria do físico dinamarquês Niels Bohr estabeleceu as seguintes concepções atômicas:
1. Os elétrons que giram ao redor do núcleo não giram ao acaso, mas descrevem órbitas determinadas.
2. O átomo é incrivelmente pequeno, mesmo assim a maior parte do átomo é espaço vazio. O diâmetro do núcleo atômico é cerca de cem mil vezes menor que o átomo todo. Os elétrons giram tão depressa que parecem tomar todo o espaço.
3. Quando a eletricidade passa através do átomo, o elétron pula para a órbita maior e seguinte, voltando depois à sua órbita usual.
4. Quando os elétrons saltam de uma órbita para a outra resulta luz. Bohr conseguiu prever os comprimentos de onda a partir da constituição do átomo e do salto dos elétrons de uma órbita para a outra.
Íon, Cátion e Ânion
O íon é definido como um átomo eletrizado que ganhou ou perdeu elétrons. Já o cátion e o ânion são considerados íons.
Os cátions, são normalmente formados por metais alcalinos (família IA) e metais alcalinos terrosos (família IIA) da tabela periódica.
Eles apresentam carga positiva, na medida em que perdem um ou mais elétrons (ionização), resultando, assim, num número de prótons superior em relação ao número de elétrons.
Tipos de Cátions
 Os cátions que apresentam carga +1 são chamados de monopositivos;
 Os cátions que possuem a carga +2 são denominados de dipositivos;
 Os cátions que apresentam carga +3 recebem o nome de tripositivos;
 Os cátions que apresentam carga +4 são os tetrapositivos.
Exemplos de Cátions
 Na+1 (sódio)
 K+1 (potássio)
 Mg+2 (magnésio)
 Ca+2 (cálcio)
 Zn+2 (zinco)
 Al+3 (alumínio)
 Pb+4 (chumbo)
Ânion
Os ânions, por sua vez, possuem carga negativa, pois recebem um ou mais elétrons, resultando num maior número de elétrons em relação ao número de prótons.
Tipos de Ânions
 Os ânions monovalentes possuem carga -1;
 Os ânions bivalentes possuem carga -2;
 Os ânions trivalentes possuem carga -3;
 Os ânions tetravalentes possuem carga -4.
Exemplos de Ânions
 Cl-1 (cloro)
 Br-1(Bromo)
 F-1(flúor)
 O-2 (oxigênio)
 S-2 (enxofre)
 N-3 (nitrogênio)
Teoria do Octeto
Segundo a “Teoria do Octeto”, os átomos possuem a tendência de se estabilizarem e ficarem neutros (mesma quantidade de prótons e nêutrons). Ou seja, com oito elétrons na última camada eletrônica (camada de valência).
Para isso, os íons, se unem à outros átomos a fim de buscar a neutralidade.
Exemplo
Na ligação iônica que ocorre entre íons positivos e negativos, o Na+1 (cátion) quer doar um elétron e o Cl-1 (ânion) quer receber um elétron.
Ao se ligarem, formam o cloreto de sódio, NaCl (sal de cozinha).
Curiosidade
O termo íon, provêm do grego “ion”, e significa “o que vai, indo”. Da mesma maneira, os termos “ânion" e “cátion” provém do grego, onde ânion significa “o que vai para cima” e o cátion “o que vai para baixo”.
Diagrama de Pauling
 O Diagrama de Pauling, também conhecido como Diagrama de Energia, é a representação da distribuição eletrônica através de subníveis de energia. Através do esquema, o químico Linus Carl Pauling (1901-1994) sugeriu algo além do que já havia com relação à distribuição de elétrons dos átomos de elementos químicos. Para melhorar a disposição, Pauling propôs os subníveis de energia. Através deles, seria possível dispor os elétrons do menor ao maior nível de energia de um átomo no seu estado fundamental.
Distribuição eletrônica de Linus Pauling
 De acordo com o modelo proposto por Pauling, a eletrosfera está dividida em 7 camadas eletrônicas (K, L, M, N, O, P e Q)ao redor do núcleo atômico, sendo que cada uma delas permite um número máximo de elétrons, que são 2, 8, 18, 32, 32,18 e 8, respectivamente.
Na distribuição de eletrônica também foram atribuídos os subníveis de energia, apresentando primeiro o elétron de menor energia até chegar ao elétron de energia maior.
	
	Camadas Eletrônicas
	N.º Máx de Elétrons
	Subníveis de Energia
	1
	K
	2 e- 
	1s2 
	
	
	
	2
	L
	8 e- 
	2s2 
	2p6 
	
	
	3
	M
	18 e- 
	3s2 
	3p6 
	3d10 
	
	4
	N
	32 e- 
	4s2 
	4p6 
	4d10 
	4f14 
	5
	O
	32 e- 
	5s2 
	5p6 
	5d10 
	5f14 
	6
	P
	18 e- 
	6s2 
	6p6 
	6d10 
	
	7
	Q
	8 e- 
	7s2 
	7p6 
	
	
 
 A camada K tem apenas um subnível (s), a camada L tem dois subníveis (s e p), a camada m tem três subníveis (s, p e d) e, assim, respectivamente.
 Os subníveis s permitem até 2 elétrons, enquanto os subníveis p permitem até 6 elétrons. Na sequência, os subníveis d permitem até 10 elétrons, enquanto os subníveis f permitem até 14 elétrons.
 Repare que a soma dos elétrons comportados em cada subnível por camada eletrônica resulta no número máximo de elétrons em cada uma das 7 camadas.
K:s2=2LeQ:s2+p6=8
MeP:s2+p6+d10=18
N e O: s2 + p6 + d10 + f14= 32
 Foi, então, que Pauling descobriu a ordem crescente de energia:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6
 A partir daí surgem as setas diagonais no esquema para fazer a distribuição eletrônica dos elementos:
Diagrama de Pauling
 Exemplo da distribuição eletrônica do fósforo 15P:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
 Como até 3s2 já tínhamos um total de 12 elétrons (2 + 2 + 6 + 2), precisamos apenas de mais 3 elétrons do subnível 3p6.
 Assim, podemos ir buscar a quantidade necessária de elétrons, desde que ela não seja superior a 6, que é o número máximo que o subnível 3p6 comporta.
REFERÊNCIAS:
. Estrutura Atômica - Lana Magalhães - Professora de Biologia - https://www.todamateria.com.br/estrutura-atomica
. Cálculo da massa atômica – Química - O cálculo da massa atômica de um elemento químico depende do número de massa e da abundância desses isótopos na natureza. https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-massa-atomica.htm
. Número Atômico - Lana Magalhães - Professora de Biologia- https://www.todamateria.com.br/numero-atomico/
. Modelos Atômicos - Lana Magalhães - Professora de Biologia - https://www.todamateria.com.br/modelos-atomicos/
. Íon, Cátion e Ânion - Lana Magalhães - Professora de Biologia - https://www.todamateria.com.br/ion-cation-e-anion/
. Diagrama de Pauling - Carolina Batista - Professora de Química - https://www.todamateria.com.br/diagrama-de-pauling/
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