1. Cronologia dos Modelos Atômicos

Complete a tabela com os cientistas e anos correspondentes:

CientistaAnoModelo
?1808Bola de bilhar
Thomson?Pudim de passas
?1911Sistema planetário
Bohr?Órbitas quantizadas
Resposta correta:
• Dalton - 1808 - Bola de bilhar
• Thomson - 1897 - Pudim de passas
• Rutherford - 1911 - Sistema planetário
• Bohr - 1913 - Órbitas quantizadas
Explicação: Esta é a evolução cronológica dos modelos atômicos, cada um superando limitações do anterior.

2. Modelo Atômico de Dalton

Segundo o modelo de Dalton (1808), quais são as principais características do átomo?

Características do modelo de Dalton:
• Átomo é indivisível e indestrutível
• Esférico, maciço e sem carga elétrica
• Átomos do mesmo elemento são idênticos
• Átomos de elementos diferentes têm massas diferentes
Explicação: O modelo "bola de bilhar" foi o primeiro modelo científico, baseado em leis ponderais.

3. Descoberta do Elétron

Que experimento levou Thomson a descobrir o elétron em 1897?

Experimento dos raios catódicos
Thomson observou que os raios eram desviados por campos elétricos e magnéticos, concluindo que eram partículas carregadas negativamente.
Explicação: Este experimento provou que o átomo não era indivisível, contrariando Dalton.

4. Modelo "Pudim de Passas"

Modelo atômico Descreva o modelo atômico de Thomson e explique por que foi chamado "pudim de passas".

Modelo de Thomson (1897):
• Esfera de carga positiva uniforme
• Elétrons incrustados como "passas no pudim"
• Átomo eletricamente neutro
Explicação: A analogia com pudim ajudava a visualizar elétrons negativos dispersos numa massa positiva.

5. Experimento de Rutherford

No experimento da folha de ouro (1911), o que Rutherford observou que contradisse o modelo de Thomson?

Observações de Rutherford:
• Maioria das partículas α atravessava a folha
• Algumas sofriam pequenos desvios
• Raríssimas sofriam grandes desvios ou voltavam
Conclusão: O átomo é majoritariamente vazio com núcleo denso e positivo.
Explicação: Isso contradisse Thomson, pois mostrou que a carga positiva não estava distribuída uniformemente.

6. Comparação de Modelos

Complete a tabela comparativa:

AspetoDaltonThomsonRutherford
Divisibilidade?DivisívelDivisível
Carga elétrica?NeutraNeutra
Estrutura interna?Elétrons dispersos?
Respostas:
• Dalton - Divisibilidade: Indivisível
• Dalton - Carga: Sem carga
• Dalton - Estrutura: Maciça
• Rutherford - Estrutura: Núcleo + eletrosfera
Explicação: Cada modelo evoluiu incorporando novas descobertas experimentais.

7. Limitações do Modelo de Rutherford

Por que o modelo de Rutherford não explicava a estabilidade do átomo?

Problema do modelo de Rutherford:
Segundo a física clássica, elétrons em movimento orbital deveriam emitir energia continuamente e "cair" no núcleo.
Consequência: O átomo deveria colapsar instantaneamente.
Explicação: Esta limitação levou Bohr a propor órbitas quantizadas.

8. Modelo de Bohr

Quais foram as principais inovações do modelo de Bohr (1913)?

Inovações de Bohr:
• Órbitas circulares estacionárias
• Energia quantizada (apenas certos valores permitidos)
• Elétron só emite energia ao saltar entre órbitas
• Explicação dos espetros atômicos
Explicação: Bohr introduziu a física quântica na estrutura atômica.

9. Identificação de Modelos

Associe cada descrição ao modelo correto:

A) "Átomo como sistema solar"
B) "Esfera maciça indivisível"
C) "Elétrons em órbitas quantizadas"
D) "Passas incrustadas no pudim"
Associações corretas:
A) Rutherford - Sistema planetário
B) Dalton - Bola de bilhar
C) Bohr - Órbitas estacionárias
D) Thomson - Pudim de passas
Explicação: Cada analogia ajuda a compreender as características principais de cada modelo.

10. Descoberta do Núcleo

O que permitiu a Rutherford concluir sobre a existência e características do núcleo atômico?

Evidências experimentais:
• Deflexão de partículas α em ângulos grandes
• Algumas partículas retrocediam
• Cálculos matemáticos sobre forças eletrostáticas
Conclusões: Núcleo pequeno, denso, positivo e central.
Explicação: O experimento da folha de ouro foi crucial para descobrir a estrutura nuclear.

11. Espetros Atômicos

Como o modelo de Bohr explicou os espetros de emissão dos elementos?

Explicação de Bohr:
• Cada órbita tem energia específica
• Elétron salta entre órbitas absorvendo/emitindo energia
• Energia emitida corresponde a frequências específicas
• Cada elemento tem "impressão digital" espetral única
Explicação: Isso explicou por que os espetros são descontínuos e específicos para cada elemento.

12. Evolução dos Modelos

Ordene cronologicamente e indique o principal avanço de cada modelo:

OrdemModeloPrincipal Avanço
??
??
??
??
Ordem cronológica:
1º - Dalton: Primeira teoria atômica científica
2º - Thomson: Descoberta do elétron
3º - Rutherford: Descoberta do núcleo
4º - Bohr: Quantização da energia
Explicação: Cada modelo incorporou descobertas experimentais da época.

13. Partículas Subatômicas

Complete a tabela sobre as partículas subatômicas:

PartículaCargaDescobridorAno
Elétron???
Próton?Rutherford1919
Nêutron?Chadwick1932
Respostas:
• Elétron: Negativa, Thomson, 1897
• Próton: Positiva
• Nêutron: Neutra
Explicação: A descoberta progressiva das partículas subatômicas permitiu a evolução dos modelos atômicos.

14. Modelo Atual - Mecânica Quântica

Como o modelo quântico atual difere do modelo de Bohr?

Diferenças principais:
• Bohr: Órbitas definidas → Quântico: Orbitais (probabilidades)
• Bohr: Trajetórias específicas → Quântico: Nuvem eletrônica
• Bohr: Apenas hidrogênio → Quântico: Todos os elementos
• Princípio da Incerteza de Heisenberg
Explicação: O modelo quântico é mais preciso e explica melhor o comportamento eletrônico.

15. Aplicações dos Modelos

Que fenômenos cada modelo conseguia explicar?

Explicações por modelo:
• Dalton: Leis ponderais, proporções definidas
• Thomson: Condutividade elétrica, eletrólise
• Rutherford: Radioatividade, dispersão de partículas
• Bohr: Espetros atômicos, estabilidade do hidrogênio
Explicação: Cada modelo tinha limitações e sucessos específicos para os fenômenos conhecidos na época.

16. Densidade Nuclear

Que conclusão Rutherford tirou sobre a densidade do núcleo atômico?

Conclusão sobre o núcleo:
• Extremamente pequeno (10⁻¹⁵ m vs 10⁻¹⁰ m do átomo)
• Concentra praticamente toda a massa
• Densidade fantasticamente alta
• Carga positiva concentrada
Explicação: O núcleo ocupa apenas 10⁻¹⁵ do volume atômico mas contém 99,9% da massa.

17. Energia de Ionização

Como o modelo de Bohr explicou as energias de ionização?

Explicação de Bohr:
• Cada órbita tem energia específica e negativa
• Energia de ionização = energia para retirar elétron (tornar energia zero)
• Valores quantizados explicam energias específicas
• Distância do núcleo determina energia necessária
Explicação: A quantização explicou por que as energias de ionização têm valores definidos e não contínuos.

18. Limitações dos Modelos

Identifique uma limitação principal de cada modelo:

• Dalton: ______
• Thomson: ______
• Rutherford: ______
• Bohr: ______
Limitações principais:
• Dalton: Não considerava cargas elétricas
• Thomson: Estrutura atômica incorreta
• Rutherford: Não explicava estabilidade atômica
• Bohr: Só funcionava para hidrogênio
Explicação: Cada limitação levou ao desenvolvimento do modelo seguinte.

19. Interpretação de Imagem

Modelo atômico Que modelo atômico está representado na imagem acima? Justifique.

Modelo representado: Rutherford ou Bohr
Justificação:
• Núcleo central pequeno e denso
• Elétrons na região periférica
• Estrutura "planetária"
• Se as órbitas forem definidas: Bohr
• Se for só estrutura nuclear: Rutherford
Explicação: A imagem mostra a estrutura nuclear descoberta por Rutherford.

20. Síntese - Evolução Científica

Explique como os modelos atômicos exemplificam o método científico.

O método científico nos modelos atômicos:
• Observação → Experiências → Hipótese → Teoria
• Cada modelo baseou-se em evidências experimentais
• Teorias foram modificadas quando contraditas
• Evolução contínua do conhecimento
• Nenhum modelo é definitivo
Explicação: Os modelos atômicos mostram como a ciência progride através de observação, experimentação e reformulação de teorias baseadas em novas evidências.

1. (Problema) Dalton e as Leis Ponderais

Explique como o modelo de Dalton ajudou a compreender as leis ponderais da Química.

Dalton propôs que os átomos são partículas indivisíveis e cada elemento tem átomos iguais. Isso explicou as proporções fixas das reações químicas (leis ponderais), pois os átomos combinam-se em proporções simples e inteiras.

2. (Tabela) Modelos e Experiências

Relacione cada modelo ao experimento que o originou:

ModeloExperiência
Thomson?
Rutherford?
Bohr?
• Thomson: Raios catódicos
• Rutherford: Dispersão de partículas alfa na folha de ouro
• Bohr: Espectro do hidrogénio

3. (Imagem) Identificação de Modelo

Modelo atômico Qual modelo atômico está representado na imagem? Justifique.

É o modelo de Rutherford: núcleo central pequeno e positivo, elétrons em volta.

4. (Problema) Limitação do Modelo de Bohr

Por que o modelo de Bohr não explica o espectro de elementos polieletrónicos?

Porque só funciona para átomos com um elétron (hidrogénio). Não considera repulsão entre elétrons em átomos polieletrónicos.

5. (Tabela) Partículas Subatómicas

Complete a tabela:

PartículaCargaDescobridor
Elétron??
Próton??
Nêutron??
Elétron: negativa, Thomson
Próton: positiva, Rutherford
Nêutron: neutra, Chadwick

6. (Problema) Modelo Quântico e Orbitais

O que é uma orbital atómica no modelo quântico? Use um exemplo visual.

Uma orbital é uma região de alta probabilidade de encontrar um elétron.
Exemplo: orbital s tem forma esférica; orbital p tem forma de halteres.

7. (Gráfico) Energia dos Elétrons

Analise o gráfico de energia dos níveis eletrónicos (n=1, n=2, n=3...) e explique o que acontece quando um elétron salta de n=2 para n=1.
Níveis de energia

O elétron perde energia (emite luz) ao saltar de n=2 para n=1.

8. (Problema) Princípio da Incerteza

O que diz o Princípio da Incerteza de Heisenberg sobre a posição e velocidade do elétron?

Não é possível conhecer simultaneamente a posição exata e a velocidade exata do elétron.

9. (Problema) Experiência de Rutherford

O que aconteceria se a folha de ouro fosse substituída por uma folha de alumínio no experimento de Rutherford?

O resultado seria semelhante: maioria das partículas atravessaria, algumas desviariam. A diferença seria quantitativa devido ao número atómico diferente.

10. (Tabela) Evolução dos Modelos

Complete a tabela:

ModeloPrincipais Características
Dalton?
Thomson?
Rutherford?
Bohr?
Quântico?
Dalton: átomo indivisível
Thomson: esfera positiva com elétrons
Rutherford: núcleo positivo, eletrosfera
Bohr: órbitas quantizadas
Quântico: orbitais, probabilidade

11. (Problema) Orbitais s, p, d

Desenhe ou explique a diferença entre as orbitais s, p e d.

s: esférica
p: halteres
d: formas complexas (trevo)

12. (Problema) Configuração Eletrónica

Escreva a configuração eletrónica do átomo de oxigénio (Z=8) segundo o modelo quântico.

1s² 2s² 2p⁴

13. (Problema) Nuvem Eletrónica

O que representa a nuvem eletrónica no modelo quântico?

Representa a região de maior probabilidade de encontrar os elétrons ao redor do núcleo.

14. (Problema) Energia de Ionização

Por que a energia de ionização aumenta ao longo de um período da Tabela Periódica?

Porque o núcleo tem mais prótons, atraindo mais fortemente os elétrons, tornando mais difícil removê-los.

15. (Problema) Modelo de Bohr e Espectros

Como o modelo de Bohr explica a existência de linhas espectrais nos átomos?

Porque os elétrons só podem ocupar níveis de energia definidos e emitem ou absorvem energia ao saltar entre eles, produzindo linhas espectrais.

16. (Problema) Princípio de Exclusão de Pauli

O que diz o Princípio de Exclusão de Pauli e qual sua importância para a estrutura eletrónica?

Nenhum dois elétrons num átomo podem ter os quatro números quânticos iguais. Isso determina a ocupação dos orbitais.

17. (Problema) Experiência dos Raios Catódicos

Descreva o que foi observado na experiência dos raios catódicos e o que ela provou.

Observou-se que os raios eram desviados por campos elétricos/magnéticos, mostrando que eram partículas negativas (elétrons).

18. (Problema) Modelo Quântico vs. Bohr

Cite duas diferenças entre o modelo quântico e o modelo de Bohr.

Bohr: órbitas definidas, quântico: orbitais (probabilidade);
Bohr: só hidrogénio, quântico: todos os átomos.

19. (Problema) Configuração Eletrónica do Sódio

Escreva a configuração eletrónica do sódio (Z=11) segundo o modelo quântico.

1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

20. (Problema) Modelo Quântico e Orbitais Degeneradas

O que são orbitais degeneradas? Dê um exemplo.

Orbitais com a mesma energia. Exemplo: as três orbitais p (px, py, pz) de um mesmo nível têm a mesma energia.