Química - Estrutura do Átomo

Introdução

  • Em 1900, foi descoberto que o átomo não era uma partícula simples e indivisível, mas sim que contém partículas subatômicas.

  • J.J. Thomson descobriu a partícula subatômica, a saber ‘electron.’

  • JJ Thomson foi a primeira pessoa que propôs um model para a estrutura de um átomo.

  • Em 1886, E. Goldstein descobriu a presença de novas radiações em uma descarga de gás e as nomeou canal rays.

  • Outra partícula subatômica carregada positivamente foi descoberta com experimentos de raios de canal e a nomeou proton.

Modelo de átomo de Thomson

  • Thomson propôs que um átomo consiste em uma esfera carregada positivamente e os elétrons (carga negativa) estão embutidos nela (como mostrado na imagem abaixo).

  • Além disso, Thomson disse que as cargas negativas e positivas são iguais em magnitude. Assim, o átomo como um todo é eletricamente neutro.

Modelo de átomo de Rutherford

  • E. Rutherford é popular como o 'Pai' da física nuclear.

  • Rutherford é amplamente conhecido por seu trabalho sobre radioatividade e a descoberta do nucleus de um átomo com o experimento da folha de ouro (como mostrado na imagem abaixo.

  • Rutherford disse que em um átomo, há um centro carregado positivamente conhecido como nucleus.

  • Rutherford disse que quase toda a massa de um átomo existe no núcleo.

  • De acordo com Rutherford, os elétrons giram em torno do núcleo em órbitas bem definidas.

Modelo de átomo de Bohr

  • Neils Bohr estendeu ainda mais o modelo de Rutherford e melhorou suas desvantagens.

  • De acordo com Bohr, apenas certas órbitas especiais conhecidas como órbitas discretas de elétrons são permitidas dentro do átomo.

  • Bohr disse que os elétrons não irradiam energia enquanto giram em órbitas discretas.

  • Bohr nomeou órbitas ou conchas como níveis de energia (como mostrado na imagem abaixo).

  • Bohr representou essas órbitas ou conchas pelas letras K, L, M, N,… ou os números, n = 1,2,3,4,….

Nêutron

  • Em 1932, J. Chadwick descobriu uma nova partícula subatômica, ou seja, nêutron.

  • O nêutron não tem carga e tem uma massa quase igual à do próton.

  • Os nêutrons estão presentes no núcleo de todos os átomos, exceto o hidrogênio.

Elétrons Distribuídos em Diferentes Órbitas (Cascas)

  • O número máximo de elétrons que podem estar presentes em uma camada é dado pela fórmula 2n2.

  • ‘n’ é o número da órbita ou índice do nível de energia, ou seja, 1, 2, 3,….

  • De acordo com a fórmula fornecida -

    • Primeira órbita, isto é K-shellserá = 2 × 1 2 = 2

    • Segunda órbita, isto é L-shellserá = 2 × 2 2 = 8

    • Terceira órbita, isto é M-shellserá = 2 × 3 2 = 18

    • Quarta órbita, isto é N-shellserá = 2 × 4 2 = 32

  • Da mesma forma, o número máximo de elétrons que podem ser acomodados na órbita mais externa é 8.

  • Os elétrons não são preenchidos em uma determinada camada, a menos que as camadas internas sejam preenchidas. Isso significa que as conchas são preenchidas passo a passo; começando da casca interna para a externa.

Valência

  • Os elétrons, aqueles presentes na camada mais externa de um átomo, são conhecidos como valence elétrons.

  • De acordo com o modelo de Bohr-Bury, a camada mais externa de um átomo pode ter no máximo 8 elétrons.

Número atômico

  • O número total de prótons, presente no núcleo de um átomo, é conhecido como atomic number.

  • O número de prótons de um átomo determina o número atômico.

  • O número atômico é denotado por ‘Z’.

  • Prótons e nêutrons coletivamente são conhecidos como nucleons.

Número de massa

  • A soma do número total de prótons e nêutrons, presentes no núcleo de um átomo, é conhecida como mass number.

Isótopos

  • Os átomos do mesmo elemento, tendo o mesmo número atômico, mas diferentes números de massa, são conhecidos como isótopos. Por exemplo, o átomo de hidrogênio tem três isótopos, a saber, prótio, deutério e trítio.

  • As propriedades químicas dos isótopos de um átomo são semelhantes, mas suas propriedades físicas são diferentes.

Isobars

  • Átomos de diferentes elementos com diferentes números atômicos, que têm o mesmo número de massa, são conhecidos como isóbaros. Por exemplo, o número atômico do cálcio é 20 e o número atômico do argônio é 18; além disso, o número de elétrons nesses átomos é diferente, mas o número de massa de ambos os elementos é 40.