Físico-Química
Módulo 2
Objetivos
Evolução do modelo atómico
Curiosidades
Organização e estrutura da Tabela Periódica
Elemento Químico
Conclusão
-Evolução do modelo atómico;
-Evolução da tabela periódica;
-Elemento Químico:
-Historia do elemento;
-Características do elemento/ substância elementar (número atómico, raio atómico, tipo de ligação química, energias de ionização , pontos de fusão e de ebulição...)
-Substâncias em que se encontra e propriedades destas:
- Utilização destas substâncias na indústria e implicações para o ambiente.
Modelo atómico de Thomson
Modelo atómico de Rutherford
Modelo atómico de Rutherford-Bohr
Modelo de Dalton
Modelo de Dalton
Dalton, no séc. XIX, retomou a ideia dos átomos como constituintes básicos da matéria. Para ele os átomos seriam partículas pequenas, indivisíveis e indestrutíveis.
Cada elemento químico seria constituído por um tipo de átomos iguais entre si. Quando combinados, os átomos dos vários elementos formariam compostos novos.
Modelo de Thomson
Joseph John Thomson, mais conhecido como J. J. Thomson, foi um físico britânico vencedor do Nobel de Física. Com a descoberta e identificação do eletrão, a primeira partícula subatómica a ser descrita.
Modelo de Thomson
(Modelo pudim de passas)
Em 1897, Thomson descobriu partículas negativas muito mais pequenas que os átomos, os eletrões, provando assim que os átomos não eram indivisíveis.
Formulou esta teoria, de que os átomos seriam constituídos por uma parte central esférica com carga elétrica positiva onde estariam dispersos os eletrões, em número suficiente para que a carga total do átomo fosse nula.
Modelo Rutherford
Ernest Rutherford foi um físico e químico neozelandês naturalizado britânico, que se tornou conhecido como o pai da física nuclear.
Rutherford demonstrou que a maior parte do átomo era espaço vazio, estando a carga positiva localizada no núcleo (ponto central do átomo), tendo este a maior parte da massa do átomo. Os eletrões estariam a girar em torno do núcleo.
Rutherford também descobriu a existência dos protões, as partículas com carga positiva que se encontram no núcleo.
Este modelo não explica porque é que os eletrões não caem no núcleo, devido à atração que apresentam pelas cargas positivas aí existentes.
Ernest Rutherford - Niels Bohr
Niels Henrick David Bohr foi um físico dinamarquês cujos trabalhos contribuíram decisivamente para a compreensão da estrutura atómica e da física quântica. Licenciou-se na sua cidade natal em 1911 e trabalhou com Joseph John Thomson e Ernest Rutherford na Inglaterra.
Modelo Rutherford-Bohr
Bohr apresentou alterações ao modelo de Rutherford: os eletrões só podem ocupar níveis de energia bem definidos, e os eletrões giram em torno do núcleo em órbitas com energias diferentes.
As órbitas interiores representam uma energia mais baixa e à medida que se encontram mais afastadas do núcleo o valor da energia é maior.
Quando um eletrão recebe uma determinada quantidade de energia passa a ocupar uma órbita mais externa (com maior energia) ficando o átomo num estado excitado. Se um eletrão passar de uma órbita para uma outra mais interior liberta energia.
Modelo atómico da nuvem eletrónica
Os átomos são constituídos por três diferentes tipos de partículas: protões, neutrões e eletrões.
No núcleo (centro) do átomo estão os protões e os neutrões, enquanto os eletrões giram em seu redor.
Esta nuvem representa a probabilidade de encontrar os eletrões num determinado local do espaço.
Os eletrões de um átomo ocupam determinados níveis de energia (o número de eletrões em cada nível de energia é expressa pela distribuição eletrónica).
A tabela periódica é uma disposição sistemática dos elementos químicos ordenados por seus números atómicos, configuração eletrónica, e recorrência das propriedades periódicas.
Este ordenamento mostra tendências periódicas, tais como elementos com comportamentos similares na mesma coluna.
É admirável que a enorme diversidade de materiais resulte de um tão pequeno número de elementos químicos! Atualmente conhecem-se 118 elementos, mas destes, só cerca de 20 estão na base dos materiais e substâncias comuns.
Assim como as letras do alfabeto se combinam de modos diferentes para formar milhares de palavras com significados distintos, também os elementos químicos se agrupam de diferentes modos, originando a enorme diversidade de substâncias naturais e artificiais.
A Tabela Periódica resulta da disposição sistemática dos elementos químicos de acordo com as suas propriedades e organiza informações sobre os elementos químicos.
Tabela Periódica atual
A Tabela Periódica é o resultado de contributos de muitos cientistas. É comum destacar o papel do russo Dmitri Mendeleev, considerado o pai da Tabela Periódica atual. Mas há que considerar o papel de muitos outros, que deram contributos decisivos para alcançar o formato e a organização que a Tabela Periódica tem na atualidade.
Tabela Periódica
Mendeleev organizou os elementos com base na periodicidade das suas propriedades.
O papel de Mendeleev é realçado pelo facto de a sua proposta de Tabela Periódica ter tido grande aceitação na sua época, em particular por ter previsto a existência de vários elementos químicos que ainda não tinham sido descobertos, fazendo uma descrição muito detalhada das suas propriedades.
Antes de Mendeleev, já o alemão Döbereiner identificado grupos de três elementos com prioridades análogas (lei das tríades).
O inglês Newlands tinha disposto os elementos por ordem crescente de massa atómica, notando repetição de características de oito em oito elementos (lei das oitavas).
Posteriormente, Henry Moseley organizou os elementos na Tabela Periódica por ordem crescente de número atómico, o que tornou mais evidente a regularidade das propriedades dos elementos.
Já durante o século XX, foram sintetizados novos elementos químicos e progressivamente incorporados na Tabela Periódica.
A Tabela Periódica continua aberta à incorporação de novos elementos químicos, sendo de esperar que novos elementos, com mais de 118 protões, venham a ser produzidos artificialmente.
A Tabela Periódica foi originalmente organizada a partir do estudo das propriedades de substâncias elementares, por isso é comum encontrar em tabelas periódicas informação não só sobre elementos mas também sobre as correspondentes substâncias elementares.
Na Tabela Periódica os elementos químicos estão organizados em grupos e em períodos.
Os elementos químicos podem também agrupar-se em elementos representativos e em elementos de transição. Os elementos estão organizados em quatro blocos - s, p, d e f
Elementos representativos e elementos de transição.
Blocos s, p, d, e f
Períodos
Os elementos do mesmo grupo têm o mesmo número de eletrões de valência (à exceção do hélio)
Os elementos do mesmo período têm os eletrões de valência no mesmo nível de energia, n (têm igual de níveis de energia, n)
Elementos representativos
Elementos de transição
Elementos representativos e de transição
Elementos representativos
Bloco p
Bloco s
Elementos de transição
Bloco f
Bloco d
Raio atómico e energia de ionização
O fósforo é um elemento de origem mineral que tem entre outras funções, extrema importância para a alimentação humana.
Seu símbolo químico é “P” e deriva do grego “phosphorus” que significa “portador de luz”.
Foi descoberto em 1669 por Hennig Brand sendo a primeira descoberta científica de um elemento químico.
O raio atómico (relaciona-se com o tamanho do átomo) e a energia de ionização (relaciona-se com a energia necessária para remover o eletrão mais energético do átomo) são propriedades periódicas dos elementos.
As propriedades das substâncias elementares relacionam-se com as propriedades dos elementos. Estas, por sua vez, relacionam-se com a configuração eletrónica do respetivo elemento.
Há uma tendência geral para o raio atómico aumentar ao longo dos grupos da tabela periódica e para diminuir ao longo dos períodos.
Há uma tendência geral para a energia ionização diminuir ao longo dos grupos da tabela periódica e para aumentar ao longo dos períodos.
Símbolo: P
Massa atómica: 30,973762
Número atómico: 15
Configuração eletrónica: 1s22s22p63s23p3
Descobrimento: 1669
Série química: Não metal, Grupo do nitrogênio, Elemento do 3º Período
Ponto de fusão: 317,3 K (44,15 °C)
Ponto de ebulição: 553,6 K (280,5 °C)
– Na fabricação de material para pirotecnia;
– Na fabricação de lixas de caixas de fósforos; lembrando que o palito normalmente não contém fósforo em sua composição;
– Na composição de fertilizantes;
– Fosfatos são utilizados na produção de vidros especiais;
– Na produção de defensivos agrícolas;
– Na produção de aços;
– No tratamento de água;
– Como agente dopante em semicondutores.
Ele não é encontrado isolado na natureza pelo fato de ser bastante reativo, estando presente no mineral apatita (grupo dos fosfatos).
É um elemento que sofre oxidação espontânea em contacto com o ar atmosférico.
O fósforo apresenta dez variedades diferentes, sendo as mais importantes o fosforo branco, vermelho e negro.
Concluindo, os átomos estão presentes em todo corpo existente, é muito importante o estudo deste. Cada vez mais há uma nova descoberta, e assim as teses do modelo atómico vão se aperfeiçoando.
Podemos observar o quanto os elementos químicos estão relacionados ao nosso quotidiano. Podemos concluir também que a Tabela Periódica não foi simplesmente inventada, mas foi criada a partir de poucos elementos e da sua investigação, como é o caso do fósforo, o primeiro elemento a ser descoberto.
https://www.youtube.com/watch?v=cSbF_sPQ3lw