1. Cronologia dos Modelos Atômicos
Complete a tabela com os cientistas e anos correspondentes:
Cientista | Ano | Modelo |
---|---|---|
? | 1808 | Bola de bilhar |
Thomson | ? | Pudim de passas |
? | 1911 | Sistema planetário |
Bohr | ? | Órbitas quantizadas |
• 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?
• 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?
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"
Descreva o modelo atômico de Thomson e explique por que foi chamado "pudim de passas".
• 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?
• 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:
Aspeto | Dalton | Thomson | Rutherford |
---|---|---|---|
Divisibilidade | ? | Divisível | Divisível |
Carga elétrica | ? | Neutra | Neutra |
Estrutura interna | ? | Elétrons dispersos | ? |
• 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?
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)?
• 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:
B) "Esfera maciça indivisível"
C) "Elétrons em órbitas quantizadas"
D) "Passas incrustadas no pudim"
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?
• 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?
• 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:
Ordem | Modelo | Principal Avanço |
---|---|---|
1º | ? | ? |
2º | ? | ? |
3º | ? | ? |
4º | ? | ? |
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:
Partícula | Carga | Descobridor | Ano |
---|---|---|---|
Elétron | ? | ? | ? |
Próton | ? | Rutherford | 1919 |
Nêutron | ? | Chadwick | 1932 |
• 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?
• 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?
• 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?
• 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?
• 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:
• Thomson: ______
• Rutherford: ______
• Bohr: ______
• 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
Que modelo atômico está representado na imagem acima? Justifique.
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.
• 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.
2. (Tabela) Modelos e Experiências
Relacione cada modelo ao experimento que o originou:
Modelo | Experiência |
---|---|
Thomson | ? |
Rutherford | ? |
Bohr | ? |
• Rutherford: Dispersão de partículas alfa na folha de ouro
• Bohr: Espectro do hidrogénio
3. (Imagem) Identificação de Modelo
Qual modelo atômico está representado na imagem? Justifique.
4. (Problema) Limitação do Modelo de Bohr
Por que o modelo de Bohr não explica o espectro de elementos polieletrónicos?
5. (Tabela) Partículas Subatómicas
Complete a tabela:
Partícula | Carga | Descobridor |
---|---|---|
Elétron | ? | ? |
Próton | ? | ? |
Nêutron | ? | ? |
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.
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.
8. (Problema) Princípio da Incerteza
O que diz o Princípio da Incerteza de Heisenberg sobre a posição e velocidade 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?
10. (Tabela) Evolução dos Modelos
Complete a tabela:
Modelo | Principais Características |
---|---|
Dalton | ? |
Thomson | ? |
Rutherford | ? |
Bohr | ? |
Quântico | ? |
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.
p: halteres
d: formas complexas (trevo)
12. (Problema) Configuração Eletrónica
Escreva a configuração eletrónica do átomo de oxigénio (Z=8) segundo o modelo quântico.
13. (Problema) Nuvem Eletrónica
O que representa a nuvem eletrónica no modelo quântico?
14. (Problema) Energia de Ionização
Por que a energia de ionização aumenta ao longo de um período da Tabela Periódica?
15. (Problema) Modelo de Bohr e Espectros
Como o modelo de Bohr explica a existência de linhas espectrais nos átomos?
16. (Problema) Princípio de Exclusão de Pauli
O que diz o Princípio de Exclusão de Pauli e qual sua importância para a estrutura eletrónica?
17. (Problema) Experiência dos Raios Catódicos
Descreva o que foi observado na experiência dos raios catódicos e o que ela provou.
18. (Problema) Modelo Quântico vs. Bohr
Cite duas diferenças entre o modelo quântico e o modelo de Bohr.
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.
20. (Problema) Modelo Quântico e Orbitais Degeneradas
O que são orbitais degeneradas? Dê um exemplo.