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PREPARATÓRIO DE QUÍMICA
ATOMÍSTICA
➢ Estudo do átomo e suas características, define a estrutura atômica (história de elaboração dos modelos atômicos) e representação dos elementos químicos ÁTOMO ⟶ Unidade básica da matéria que compõe as substâncias ELETROSFERA Dividida em 7 órbitas com energia fixa que aumenta proporcionalmente conforme a distância do núcleo. Camadas: K, L, M, N, O, P e Q Distribuição Eletrônica ➢ Forma como os elementos químicos são ordenados considerando o número de elétrons Nível de Energia Camada Eletrônica Nº máximo de Elétrons 1 K 2 2 L 8 3 M 18 4 N 32 5 O 32 6 P 18 7 Q 8 CAMADA DE VALÊNCIA ⟶ é a última camada eletrônica, ou seja, a camada mais externa do átomo Subníveis de Energia: s, p, d, f DIAGRAMA DE PAULING ⟶ Forma de colocar todos os subníveis de energia em ordem crescente Ordem Crescente: 1 𝑠^22 𝑠^22 𝑝^63 𝑠^23 𝑝^64 𝑠^23 𝑑^104 𝑝^65 𝑠^2 4 𝑑^105 𝑝^66 𝑠^24 𝑓^145 𝑑^106 𝑝^67 𝑠^25 𝑓^146 𝑑^107 𝑝^6 Exemplo: Distribuição eletrônica do Ferro (Fe) que possui número atômico 26 Preenche-se os subníveis de energia com os números máximos de elétrons por camada eletrônica, até completar os 26 elétrons do elemento 1 𝑠^22 𝑠^22 𝑝^63 𝑠^23 𝑝^64 𝑠^23 𝑑^10 K = 2 / L = 8 / M = 14 / N = 2 ÍONS ⟶ Número de prótons é diferente do número de elétrons (átomo ganha ou perde elétrons ⟶ estado mais estável) o CÁTION ⟶ positivamente carregado (perde elétron) o ÂNION ⟶ negativamente carregado (ganha elétron) Subníveis Nº máximo de Elétrons s 2 p 6 d 10 f 14
MODELOS ATÔMICOS
o DALTON (1808) ⟶ Partículas de formato esférico, indivisível e sem carga. Modelo conhecido como bola de bilhar por ser esférico e maciço. Dessa forma, os átomos com as mesmas características e propriedades seriam do mesmo átomo o THOMSON (1887) ⟶ Alterou a ideia de partícula indivisível. Descoberta do elétron, partícula de carga negativa presenta na estrutura atômica. Para explicar o caráter neutro, Thompson indicou que o átomo seria uma massa positiva com elétrons distribuídos uniformemente (modelo conhecido como pudim de passas) o RUTHERFORD (1911) ⟶ Descobriu que o átomo não era uma esfera maciça e sim uma estrutura com grandes vazios. Átomo composto por um núcleo denso e positivo em que estavam contidos os prótons e os elétrons orbitam ao redor do núcleo em um grande espaço vazio (eletrosfera) o BOHR (1913) ⟶ Explica como os elétrons estavam distribuídos na eletrosfera , por isso o modelo também ficou conhecido como Rutherford-Bohr Os elétrons se movimentam ao redor do núcleo em órbitas circulares com energia fixa ; Cada camada possui uma energia permitida para os elétrons, a qual aumenta quanto mais distante for do núcleo (os elétrons não perdem ou ganham energia ao se movimentarem na camada); Os elétrons podem absorver energia e saltar de uma camada mais externa (forma instável) TABELA PERIÓDICA ➢ Ferramenta de organização dos elementos químicos Elemento químico: conjunto de átomos com o mesmo número atômico A partir da tabela periódica, podemos retirar diversas informações sobre os elementos químicos o Número atômico (Z) ⟶ quantidade de prótons existentes no núcleo o Número de massa (A ) ⟶ a massa do átomo está concentrada no núcleo (elétron possui massa desprezível) 𝑨 = 𝒁 + 𝒏 Representação GRUPOS OU FAMÍLIAS o FAMÍLIA 1A ⟶ Metais Alcalinos (Lítio, Sódio, Potássio, Rubídio, Césio e Frâncio) o FAMÍLIA 2A ⟶ Metais Alcalinoterrosos (Berílio, Magnésio, Cálcio, Estrôncio, Bário e Rádio) o FAMÍLIA 3A ⟶ Família do Boro (Boro, Alumínio, Gálio, Índio, Tálio e Nihônio) o FAMÍLIA 4A ⟶ Família do Carbono (Carbono, Silício, Germânio, Estanho, Chumbo e Fleróvio) o FAMÍLIA 5A ⟶ Família do Nitrogênio (Nitrogênio, Fósforo, Arsênio, Antimônio, Bismuto e Moscóvio) o FAMÍLIA 6A ⟶ Calcogênios (Oxigênio, Enxofre, Selênio, Telúrio, Polônio, Livermório) o FAMÍLIA 7A ⟶ Halogênios (Flúor, Cloro, Bromo, Iodo, Astato e Tenessino)
ISÓTOPOS ⟶ possuem mesma quantidade de prótons , ou seja, mesmo número atômico e diferem no número de massa ISÓTONOS ⟶ possuem mesma quantidade de nêutrons no núcleo e diferem quanto ao número de prótons e massa ISÓBAROS ⟶ possuem mesma massa e diferem quanto ao número atômico e de nêutrons ISOELETRÔNICOS ⟶ possuem mesma quantidade de elétrons EXERCÍCIOS 1. (FFFCMPA) De acordo com a teoria atômica de Dalton (1766-1844) assinale a alternativa correta a) O átomo possui partículas de carga negativa que estão em órbita de um núcleo de carga positiva. b) No núcleo atômico existem partículas de carga nula, denominada nêutrons. c) Átomos de elementos diferentes possuíam diferentes massas e propriedades. d) O átomo era uma esfera sólida que possuía partículas de carga negativa em sua superfície, semelhante a um “pudim de passas”. e) Dois elétrons de mesmo spin não podem ser encontrados dentro de um mesmo orbital.
2. (ITA) Em 1803, John Dalton propôs um modelo de teoria atômica. Considere que sobre a base conceitual desse modelo sejam feitas as seguintes afirmações: I. O átomo apresentará a configuração de uma esfera rígida. II. Os átomos caracterizam os elementos químicos e somente os átomos de um mesmo elemento são idênticos em todos os aspectos. III. As transformações químicas consistem de combinação, separação e/ou rearranjo de átomos. IV. Compostos químicos são formados de átomos de dois ou mais elementos unidos em uma razão fixa. Qual das opções abaixo se refere a todas as afirmações CORRETAS? a) I e IV. b) II e III. c) II e IV. d) II, III e IV. e) I, II, III e IV. 3. (UNESP) No ano de 1897, o cientista britânico J.J. Thomson descobriu, através de experiências com os raios catódicos, a primeira evidência experimental da estrutura interna dos átomos. O modelo atômico proposto por Thomson ficou conhecido como “pudim de passas”. Para esse modelo, pode-se afirmar que: a) O núcleo atômico ocupa um volume mínimo no centro do átomo. b) As cargas negativas estão distribuídas homogeneamente por todo o átomo. c) Os elétrons estão distribuídos em órbitas fixas ao redor do núcleo. d) Os átomos são esferas duras, do tipo de uma bola de bilhar. e) Os elétrons estão espalhados aleatoriamente no espaço ao redor do núcleo. 4. (UFPR) Considere as seguintes afirmativas sobre o modelo atômico de Rutherford: I. O modelo atômico de Rutherford é também conhecido como modelo planetário do átomo. II. No modelo atômico, considera-se que elétrons de cargas negativas circundam em órbitas ao redor de um núcleo de carga positiva. III. Segundo Rutherford, a eletrosfera, local onde se encontram os elétrons, possui um diâmetro menor que o núcleo atômico.
IV. Na proposição do seu modelo atômico, Rutherford se baseou num experimento em que uma lamínula de ouro foi bombardeada por partículas alfa. Assinale a alternativa correta: a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
5. (UFU) O átomo é a menor partícula que identifica um elemento químico. Este possui duas partes, a saber: uma delas é o núcleo constituído por prótons e nêutrons e a outra é a região externa – a eletrosfera – por onde circulam os elétrons. Alguns experimentos permitiram a descoberta das características das partículas constituintes do átomo. Em relação a essas características, assinale a alternativa correta. a) Prótons e elétrons possuem massas iguais e cargas elétricas de sinais opostos. b) Entre as partículas atômicas, os elétrons têm maior massa e ocupam maior volume no átomo. c) Entre as partículas atômicas, os prótons e nêutrons têm maior massa e ocupam maior volume no átomo. d) Entre as partículas atômicas, os prótons e nêutrons têm mais massa, mas ocupam um volume muito pequeno em relação ao volume total do átomo. 6. (PUC-SP) Resolva a questão com base na análise das afirmativas abaixo. I – A tabela periódica moderna atual está disposta em ordem crescente de massa atômica. II – Todos os elementos que possuem 1 elétron e 2 elétrons na camada de valência são, respectivamente, metais alcalinos e metais alcalinoterrosos, desde que o número quântico principal dessa camada (n 1). III – Em um mesmo período, os elementos apresentam o mesmo número de níveis (camadas). IV – Em um mesmo grupo (família), os elementos apresentam o mesmo número de níveis (camadas). Conclui-se que, com relação à tabela periódica atual dos elementos químicos, estão corretas: a) I e IV (apenas) b) I e II (apenas) c) II e III (apenas) d) II e IV (apenas) 7. (Unitins)Com relação à classificação periódica moderna dos elementos, identifique a afirmação verdadeira: a) em uma família, os elementos apresentam geralmente o mesmo número de elétrons na última camada. b) na tabela periódica, os elementos químicos estão colocados em ordem decrescente de massas atômicas. c) em uma família, os elementos apresentam propriedades químicas bem distintas. d) em um período, os elementos apresentam propriedades químicas semelhantes. e) todos os elementos representativos pertencem ao grupo B da tabela periódica. 8. (Vunesp) Considerando-se as propriedades dos elementos químicos e a tabela periódica, é incorreto afirmar: a) um metal é uma substância que conduz a corrente elétrica, é dúctil e maleável. b) um não metal é uma substância que não conduz a corrente elétrica, não é dúctil nem maleável. c) um semimetal tem aparência física de um metal, mas tem comportamento químico semelhante ao de um não metal. d) a maioria dos elementos químicos é constituída de ametais.
GABARITO
1. Alternativa C – Teoria de Dalton: partícula esférica e indivisível, sem conhecimento de partículas subatômicas (nêutron, próton e elétron) 2. Alternativa E – Teoria de Dalton: não prevê partículas subatômicas, porém prevê e supõe processos envolvidos em uma reação química 3. Alternativa B – Modelo de Thomson: descoberta de partículas negativas menores que o átomo e deixa de lado o conceito de invisibilidade Opção A, C e E falam de núcleo (modelo de Thomson não prevê a existência de núcleo), alternativa D cita o modelo de Dalton 4. Alternativa D – Modelo de Rutherford: Passa a apresentar uma região com carga positiva (núcleo) e uma região com carga negativa (eletrosfera) maior que a de carga positiva, também atribui uma movimentação de elétrons ao redor do núcleo na forma de orbitais 5. Alternativa D – Vamos analisar as outras alternativas A- Errada (prótons possuem massa superior aos elétrons) B- Errada (elétrons possuem a menor massa) C- Errada (elétrons ocupam o maior espaço no átomo) 6. Alternativa C – A afirmativa I está errada pois os elementos estão organizados em ordem crescente de número atômico 7. Alternativa A – Os elementos de uma família têm o mesmo número de elétrons na última camada e isso faz com que eles tenham características semelhantes 8. Alternativa D – Observando a classificação da tabela em metais, não metais e semimetais, nota-se que a maioria dos elementos são metais 9. Alternativa A – Fazendo a distribuição eletrônica, temos: 10. Alternativa A – Metais alcalinos correspondem aos elementos químicos que terminam a distribuição eletrônica com um elétron no subnível s 11. Alternativa C – Pela distribuição eletrônica: - o elemento está localizado na família 2A (subnível energético s2) - possui número atômico 38, que corresponde ao total de elétrons distribuídos - está localizado no quinto período, pois a distribuição eletrônica foi realizada até a quinta camada 12. Alternativa E – As propriedades aperiódicas se repetem em intervalos regulares e não estão
relacionadas à posição do elemento na tabela periódica
13. Alternativa D – Analisando as opções: I – Errada (Os maiores átomos estão localizados na parte inferior da tabela, por isso, o aumento ocorre conforme o número atômico) III – Errada (A afinidade eletrônica expressa a energia liberada quando um átomo neutro no estado gasoso recebe um elétron, sendo uma propriedade muito importante dos não metais. As maiores afinidades eletrônicas são observadas nos halogênios e oxigênio) V – Errada (A eletropositividade ocorre no sentido oposto à eletronegatividade. Ela representa a capacidade do átomo em ceder elétrons. Os metais alcalinos possuem a maior eletropositividade) 14. Alternativa C – Analisando as opções: I – Falsa (Segundo a lei da periodicidade proposta por Moseley, muitas propriedades físicas e químicas dos elementos químicos variam conforme o número atômico) IV – Falsa (As propriedades são semelhantes em famílias, não em períodos. Nos períodos estão distribuídos os elementos pelo número de camadas eletrônicas) V – Falsa (As propriedades podem aumentar ou diminuir conforme o número atômico. Um exemplo disso é a eletronegatividade que diminui conforme o aumento do número atômico em determinado grupo) 15. Alternativa B - Um átomo no estado fundamental é eletricamente neutro, assim, sabendo-se o número atômico, que corresponde ao número de prótons (carga positiva), sabemos o número de elétrons (carga negativa) na eletrosfera.
