ÁTOMO-QUIMICA-

O Átomo
Como você já sabe as substâncias são formadas por partículas
denominadas moléculas, e estas, por sua vez, são constituídas por partículas
menores, denominadas átomos.
Há muito tempo, cerca de 30 anos antes de Cristo, o filósofo grego
Demócrito já afirmava que a matéria era formada por partículas muito pequenas, às quais ele chamou de átomos. Entretanto o conceito de átomo desse filósofo é bem diferente do conceito admitido hoje pelos cientistas.
Segundo Demócrito essa partícula não pode ser dividida. Por isso, ele lhe
deu o nome de “átomo” que no grego, significa “indivisível”.
Atualmente após de muitos estudos e experiências, os cientistas afirmam
que o átomo é formado por várias partículas e que elas estão dispostas de tal
forma que o átomo pode ser dividido em partes: o núcleo e a eletrosfera.
O núcleo e a eletrosfera
O núcleo é a parte central do átomo. É formado por dois tipos diferentes
de partícula: os prótons (p) e os neutrons (n).
A eletrosfera, também conhecida por coroa, é constituída pelas
partículas que circundam o núcleo.
Essas partículas recebem o nome de elétrons (e) e são menores que os
prótons e os nêutrons.
Como você pode perceber, o átomo é muito parecido com o Sistema
Solar. No Sistema Solar, o sol fica no centro e ao redor dele giram os planetas.
No átomo, de um modo semelhante, os eletrons giram em torno do núcleo, em órbitas dispostas em planos diferentes.
Num átomo, o número de prótons é igual ao de elétrons. Mas o número
de nêutrons pode ser diferente do de elétrons e de prótons.
Carga elétrica das partículas
As partículas do átomo possuem carga elétrica. Só que a carga de cada
uma dessas partículas é diferente das outras. Assim os prótons têm carga elétrica positiva e os nêutrons são partículas sem carga elétrica. Já os
elétrons têm carga elétrica negativa.
Cada tipo de carga elétrica apresenta um comportamento diferente.
Através de experiências muito simples é possível demonstrar como as
cargas elétricas se comportam. Veja:
As duas bolinhas de plástico
foram carregadas negativamente. Veja
que elas se repelem quando tentamos
aproximá-las.
Agora vamos ver o que ocorre quando as cargas são opostas.
Nessa experiência, a bolinha de
plástico continua carregada
negativamente e o bastão de vidro está
com carga elétrica positiva. Observe que
a bola e o bastão atraem-se
mutuamente quando colocados
próximos um do outro.
Essas experiências mostram que:
Cargas do mesmo sinal se repelem e de sinais contrários se atraem.
O mesmo fenômeno que ocorre com as bolinhas e o bastão de vidro
também se dá com as partículas do átomo, pois como você sabe elas também
possuem cargas elétricas.
Você sabe também que o núcleo de um átomo contém partículas com
cargas positivas, os prótons.
Diante disso surge um problema: se as cargas do mesmo sinal se
repelem, como se explica que os prótons se mantenham unidos no núcleo de
um átomo?
Isso é possível porque além de prótons, o núcleo contém nêutrons que
são partículas sem carga elétrica. Assim os nêutrons são as partículas
responsáveis pela estabilidade do núcleo do átomo, neutralizando a repulsão
que há entre os prótons.
Número de massa e número atômico
A soma do número de prótons e de nêutrons existentes no núcleo de um átomo recebe o nome de número de massa e é representado pela letra A.
O número atômico corresponde ao número de prótons ou de elétrons
existentes num átomo e é representado pela letra Z.
Temos então: A = número da massa = p + n Z = número atômico = p = e
O átomo é eletricamente neutro, pois o número de prótons é igual ao
número de elétrons, e, como sabemos, as cargas elétricas dessas têm o mesmo
valor absoluto, embora sejam de sinais contrários.
Massa atômica
Como você sabe, o átomo é tão pequeno que é impossível vê-lo até
mesmo com o auxílio de microscópios potentes. Logo é impossível medir sua
massa ultilizando uma balança e as unidades usuais de massa, como grama,
quilograma, etc.
Para determinar a massa atômica, os cientistas precisavam de algo que
pudesse ser usado como padrão. Assim, em 1961, eles adotaram o átomo- padrão o átomo do carbono com o número atômico igual a 6 e o número da
massa igual a 12. A seguir imaginaram esse átomo dividido em 12 partes iguais
e consideraram uma dessas partes como a unidade de massa atômica.
Imagine você também o átomo de carbono sendo dividido em doze partes
iguais. A unidade de massa atômica corresponde à massa de ½ do carbono 12.
Quando dizemos, por exemplo, que a massa atômica do hélio é 4,
queremos dizer que sua massa é 4 vezes maior que 1/12 da massa do carbono
12.
O arranjo dos elétrons na eletrosfera
Já vimos que a eletrosfera é constituída por partículas chamadas elétrons
que giram ao redor do núcleo.
Mas essas partículas não se encontram aí de maneira desorganizada,
girando ao acaso. Pelo contrário. Elas distribuem-se em camadas, cada uma
com o número determinado de elétrons, como veremos a seguir.
Camadas eletrônicas
Um átomo pode ter no máximo 7 camadas eletrônicas. Cada uma é
designada por uma letra. A mais próxima do núcleo é designada pela letra K, a
segunda pela letra L, a terceira pela letra M e assim por diante.
Cada uma das camadas eletrônicas tem um número máximo de elétrons.
Veja qual é esse número no quadro que segue: Tabela de distribuição de elétrons
Camada eletronica Número máximo
de elétrons K 2 L 8 M 18 N 32 O 32 P 18 Q 2
De modo geral, os átomos não possuem todas as camadas eletrônicas. O átomo de hidrogênio, por exemplo, tem apenas uma. Já o mercúrio tem 6. Mas
qualquer que seja o número de camadas eletrônicas de um átomo, a última
delas não pode ter mais de 8 elétrons.
Vamos ver agora como é a distribuição dos elétrons de alguns átomos:
A= número de massa = 4
Z= número atômico = 2
Como Z corresponde ao número de prótons, Esse átomo tem 2 prótons.
Conseqüentemente o átomo de hélio possui também 2 elétrons pois o número
de prótons é igual ao de elétrons.
Ainda com base na notação, sabemos que A = 4. Como A = p +n, temos:
O número de nêutrons = 4-2 = 2.
Assim, esse átomo tem:
2 prótons, 2 nêutrons e 2 elétrons.
Note que o átomo de hélio tem apenas uma camada eletrônica, a camada k,
com 2 elétrons. Observe também que esse é o número máximo de elétrons
desta primeira camada.
O que são íons?
Consideremos o átomo de cloro com 17 prótons, 17 elétrons e 18
nêutrons.
Para adquirirem estabilidade, os átomos
tendem a ganhar ou perder elétrons de tal
forma que a última camada fique
completa.
Observe que a última camada eletrônica
do átomo de cloro com 7 elétrons. Para
completar o número máximo de 8 elétrons
na última camada, esse átomo deverá
receber 1 elétron. Porém caso ganhe o
elétron que lhe falta, o átomo de cloro
deixará de ser neutro, pois terá 17
prótons e 18 elétrons.
Nesse caso o átomo de cloro ficará carregado negativamente, pois terá
mais elétrons do que prótons. O átomo carregado negativamente recebe o nome
de íon negativo ou ânion.
Assim esse átomo é denominado de íon de cloro e é representado por Cl-
. O sinal menos mostra que o átomo de cloro ganhou um elétron.
Consideremos o átomo de sódio que tem 11 prótons, 11 elétrons e 12
nêutrons.
Veja esse átomo tem apenas um
elétron na última camada. Se ele perder
esse elétron, a camada anterior ficará
completa. Porém nesse caso o átomo de
sódio deixará de ser um neutro, pois terá
11 prótons e 10 elétrons.
Dizemos então que o átomo de sódio
ficou carregado positivamente pois seu
números de prótons tornou-se maior do
que seu número de elétrons. O átomo
carregado positivamente recebe o nome de íon positivo ou cátion.
O átomo de sódio é denominado, portanto, de íon de sódio e é
representado por Na+. O sinal mais significa que o átomo de sódio perdeu um
elétron.
Resumindo, podemos dizer que os íons se classificam em dois tipos:
* Ânions - São íons negativos, pois nesse caso o número de elétrons é
maior do que o de prótons, ou seja, o átomo ganhou elétrons.
* Cátions - São íons positivos, pois nesse caso o número de elétrons do átomo é menor do que o de prótons, ou seja, o átomo perdeu elétrons.
Os átomos dos gases nobres
Você verá que os átomos se combinam dando origem a substâncias. Por
exemplo, dois átomos de hidrogênio (H) podem combinar-se com um átomo de
oxigênio (O), dando origem a uma molécula de água. No entanto, os átomos
que tem 8 eletrons na útima camada dificilmente se combinam com outros; eles
são estáveis. Isso ocorre com os átomos dos gases neônio, argônio, xenônio,
criptônio e radônio, que por isso receberam o nome de gases nobres.
O gás hélio também é um gás nobre, embora seja uma exceção, pois tem
apenas 2 elétrons na última camada eletrônica.
Veja o esquema dos átomos de dois gases nobres: O átomo
História
A idéia simples e parecia consistente: se a matéria podia ser dividida em
pedaços cada vez menores, devia haver um ponto que chegasse a mínima
fração possível.
Foi assim que os antigos filósofos gregos conceberam o átomo
(indivisível). A doutrina deve ter-se originado por outra do século V ªC. e seus
principais representantes foram Lucipo e Demócrito.
Do primeiro quase nada se sabe. O segundo discípulo daquele, nasceu
na Croácia, em torno do ano 460 a.C. Dono de uma curiosidade enciclopédica
realizou observações no terreno da Zoologia, dos quais só restaram fragmentos.
Além de indivisíveis, devido a sua pequena massa, e só se distinguiam
um dos outros por seu tamanho e por sua forma.
As diferentes formas é que davam às diversas substâncias suas
propriedades. Os líquidos, por exemplo, deviam sua fluidez ao fato de serem
construídos por átomos esféricos, deslizavam perfeitamente uns sobre os
outros.
O atomismo foi das primeiras tentativas de descobrir uma explicação
racional para a multiplicidade de seres da natureza. Abandonada durante a
idade Média cristã, a idéia foi preservada no mundo muçulmano.
O poeta místico persa do século XIII Djalau Ud-Din Rumi chegou a
afirmar que os átomos eram indivisíveis ( 700 anos antes da física moderna ). O
século XVII assistiu a uma retomada do interesse pelos átomos: O principal
representante do atomismo dessa época foi Pierre Gassendi (1592 - 1655),
professor no Collége Royal, de Paris. Ele procurou sintetizar as filosofias dos
antigos gregos com o cristianismo.
No século XIX, a partir das teorias sobre gases do inglês John Dalton e
do italiano Amadeo Avogrado, o atomismo deixou o terreno da filosofia para
entrar no da ciência.
Número atômico
O número de prótons, que não varia, recebe o nome de número atômico
e serve para identificar o elemento químico.
Cada número atômico é exclusivo de um determinado elemento químico.
O número atômico do hidrogênio é 1, pois o átomo de hidrogênio possui
apenas um próton.
Número de massa
A soma do número de prótons com o número de nêutrons é o número de
massa do átomo.
Compare os 2 átomos que você já conhece e anote o número atômico e
o número de massa de cada um deles: