Ciências 9º Ano Aula 3
Eixo
temático: Matéria e energia.
Conteúdo: Os
modelos atômicos (Esse conteúdo foi trabalhado na
aula do dia 30/04 transmitida no aplicativo CMSP e TV Educação).
Habilidade:
(EF09CI03) Identificar e descrever modelos referentes a estrutura da matéria,
de modo a conhecer a constituição do átomo e composição de moléculas simples e
comparar estes modelos a outros propostos ao longo da história das descobertas
científicas.
Olá
Pessoal! Tudo bem?
Relembrando
as aulas sobre os modelos atômicos vamos assistir o vídeo, ler o texto que
segue, depois copiem as questões propostas para fixação do conteúdo estudado em
seus cadernos respondendo-as.
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. 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
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
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
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.
Para
realizar tal experimento ele bombardeou uma finíssima folha-de-ouro (espessura
de aproximadamente 10-4 mm), por um feixe de partículas alfa
(α), vindo de uma amostra de polônio. Conforme o esquema abaixo, o polônio estava
dentro de um bloco de chumbo, com um orifício, por onde apenas seria permitida
a saída das emissões de partículas alfa.
Além
disso, foram colocadas placas de chumbos com orifícios em seus centros, que
orientariam o feixe na direção da lâmina de ouro. E, por fim, colocou-se atrás
da lâmina um anteparo recoberto com sulfeto de zinco, que é uma substância
fluorescente, onde era possível visualizar o caminho percorrido pelas
partículas alfa.
Ao final
deste experimento, Rutherford notou que a maioria das partículas alfa
atravessava a lâmina, não desviava, nem retrocedia. Algumas partículas alfa se
desviavam, e muito poucas retrocediam.
Baseando-se
nestes dados, Rutherford concluiu que, ao contrário do que Dalton
pensava o átomo não poderia ser maciço. Mas, na verdade, grande
parte do átomo seria vazio e ele conteria um núcleo muito pequeno, denso e
positivo
Nesse ensaio de Rutherford,
observou que algumas partículas ficavam totalmente bloqueadas. Outras
partículas não eram afetadas, mas a maioria ultrapassava 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
O modelo
apresentado por Rutherford foi aperfeiçoado por Bohr. Por esse motivo, o
aspecto da estrutura atômica de Bohr também é chamada 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.
Questões
propostas para fixação do conteúdo estudado.
1) Uma
importante contribuição do modelo de Rutherford foi considerar o átomo
constituído de:
a)
elétrons
mergulhados numa massa homogênea de carga positiva.
b)
uma
estrutura altamente compactada de prótons e elétrons.
c) um núcleo de massa desprezível
comparada com a massa do elétron.
d) uma região central com carga
negativa chamada núcleo.
e)
um núcleo
muito pequeno de carga positiva, cercada por elétrons.
2) Relacione as características atômicas com os cientistas
que as propôs:
I. Dalton
II. Thomson
III. Rutherford
( ) Seu modelo atômico era semelhante a
um “pudim de passas”.
( ) Seu modelo atômico era semelhante a uma bola de bilhar.
( ) Criou um modelo para o átomo semelhante ao “Sistema solar”.
3) O átomo de Rutherford (1911) foi comparado ao sistema planetário (o
núcleo atômico representa o sol e a eletrosfera, os planetas):
Eletrosfera é a região do átomo que:
a)
contém as partículas de carga elétrica negativa.
b)
contém as partículas de carga elétrica positiva.
c) contém nêutrons.
d) concentra praticamente toda a massa do átomo.
e) contém prótons e nêutrons.
4) Ao longo dos anos, as características atômicas foram sendo
desvendadas pelos cientistas. Foi um processo de descoberta no qual as opiniões
anteriores não poderiam ser desprezadas, ou seja, apesar de serem ideias
ultrapassadas, fizeram parte do histórico de descoberta das características
atômicas.
Vários foram os colaboradores para o modelo atômico
atual, dentre eles Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr. Abaixo você tem a
relação de algumas características atômicas, especifique o cientista
responsável por cada uma destas teorias:
I.
O átomo é comparado a uma bola de bilhar: uma
esfera maciça, homogênea, indivisível, indestrutível e eletricamente neutra.
II. O átomo é comparado a um pudim de ameixas: uma
esfera carregada positivamente e que elétrons de carga negativa ficam incrustados
nela.
III. Átomo em que os elétrons se organizam na forma
de camadas ao redor do núcleo.
IIII. Átomo que apresenta um núcleo carregado
positivamente e ao seu redor gira elétrons com carga negativa.
5) Aponte
em cada modelo a seguir as características que contrariam a proposta de modelo
atômico atual: o átomo constituído de núcleo e eletrosfera, considerando as
partículas subatômicas: prótons, nêutrons e elétrons.
I. Átomo
dos gregos Demócrito de Abdera (420 a.C.) e Leucipo (450 a.C.): a matéria era
composta por pequenas partículas que receberam a denominação de átomo (do grego
átomo = indivisível).
II. Átomo
de Dalton: uma esfera maciça, homogênea, indivisível, indestrutível e
eletricamente neutra.
III.
Átomo de Thomson: o átomo como uma pequena esfera positiva impregnada de
partículas negativas, os elétrons.
IV. Átomo
de Rutherford: o átomo consiste em um núcleo pequeno que compreende toda a
carga positiva e praticamente a massa do átomo, e também de uma região
extranuclear, que é um espaço vazio onde só existem elétrons distribuídos.
6) O primeiro modelo científico para o átomo foi proposto
por Dalton em 1808. Este modelo foi comparado a:
a) Uma
bola de tênis;
b) Uma
bola de futebol;
c)
Uma bola de pingue-pongue;
d) Uma
bola de bilhar;
e) Uma
bexiga cheia de ar.
7)
Relacione os nomes dos cientistas e filósofos apresentados na coluna à esquerda
com suas descobertas na coluna à direita:
a) Demócrito (
) Descobridor do nêutron.
b) Thomson ( ) Seu modelo atômico era semelhante a uma bola de bilhar.
c) Rutherford (
) Seu modelo atômico era semelhante a um “pudim de passas”.
d) Dalton (
) Foi o primeiro a utilizar a palavra átomo.
e) Chadwick ( ) Criou um modelo para o átomo semelhante ao Sistema Solar.
8) Fogos de artifício utilizam sais de diferentes íons
metálicos misturados com um material explosivo. Quando incendiados, emitem diferentes
colorações. Por exemplo: sais de sódio emitem cor amarela, de bário, cor verde,
e de cobre, cor azul. Essas cores são produzidas quando os elétrons excitados
dos íons metálicos retornam para níveis de menor energia. O modelo atômico mais
adequado para explicar esse fenômeno é o modelo de:
a) Rutherford.
b) Rutherford-Bohr.
c) Thomson.
d) Dalton.
e) Millikan.
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