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Química

Átomo

Sara Nahra
Publicado por Sara Nahra
Última atualização: 6/11/2018

Introdução

A matéria é composta por partículas denominadas átomos. A partir da teoria da mecânica quântica, podemos compreender a estrutura dos átomos, que considera as propriedades das partículas e ondas simultaneamente.

Os átomos são componentes básicos de toda a matéria e quase todos os fenômenos químicos podem ser explicados de acordo com as propriedades dos átomos.

Os gregos costumavam se perguntar o que aconteceria caso dividissem a matéria em pedaços cada vez menores. Eles teriam que parar em um determinado ponto, já que os pedaços não teriam mais as mesmas propriedades do conjunto.

A menor partícula possível de um elemento é denominada átomo. O nome atom vem do grego e significa “não-divisível”. Diversos modelos atômicos foram propostos a partir disso.

Foi em 1807 que o professor e químico inglês John Dalton desenvolveu o primeiro argumento convincente em favor dos átomos. Em seu experimento, ele mediu diversas vezes a razão entre as massas dos elementos que formavam as substâncias, também chamadas de compostos, e os resultados mostraram uma tendência nas razões entre as massas.

Por exemplo, todas as amostras de água (H2O) que Dalton analisou resultaram em 8 g de oxigênio (O) para 1 g de hidrogênio (H). Já no caso de outro composto formado por esses mesmos elementos, como o peróxido de hidrogênio (H2O2), ele verificou que existiam 16 g de oxigênio para 1 g de hidrogênio. Dessa forma, ele desenvolveu sua teoria atômica, com as seguintes hipóteses:

  • Todos os átomos de um determinado elemento são idênticos.
  • Os átomos de elementos diferentes possuem massas diferentes.
  • Compostos são formados por combinações específicas de átomos de mais de um elemento.
  • Os átomos não podem ser criados e nem destruídos durante as reações químicas, apenas combinados para produzir novas substâncias.

Estrutura do Átomo

Hoje, porém, sabemos que os átomos apresentam estrutura interna. O modelo atômico de Rutherford, publicado em 1911, afirmava que o átomo não era uma esfera maciça, mas uma partícula composta por duas regiões: uma interna, denominada núcleo, onde estariam localizados os prótons, que possuem carga elétrica positiva, e os nêutrons, que possuem massa igual à dos prótons e são eletricamente neutros. Era no núcleo que estaria concentrada praticamente toda a massa do átomo.

A outra região do átomo seria muito maior, porém com massa desprezível, denominada eletrosfera e estaria envolvendo o núcleo. Lá estariam localizados os elétrons, com carga elétrica negativa.

A carga elétrica de um átomo isolado é neutra, pois a quantidade de prótons é igual à quantidade de elétrons, ou seja, a carga positiva presente no núcleo cancela a carga negativa dos elétrons localizados na eletrosfera.


Foi descoberto posteriormente também, que os átomos de um mesmo elemento não são exatamente os mesmos, uma vez que podem apresentar massas ligeiramente diferentes. Esses átomos ficaram conhecidos como átomos isótopos, que possuem mesmo número atômico (Z), porém diferentes massas atômicas (A).

Outra descoberta muito importante era que a eletrosfera é composta por sete níveis de energia, representados pelas letras K, L, M, N, O, P e Q. Cada nível de energia era composto por subníveis de energia, representados pelas letras s, p, d, f, da seguinte forma:

KLMNOPQ
sssssss

pppppp


dddd



ff

Os subníveis de energia são compostos por orbitais atômicos, onde estão localizados os elétrons. Cada subnível terá uma determinada quantidade de orbitais, e cada orbital suporta somente 1 par de elétrons, representados por ou :

Tipo de subnívelQuantidade de orbitaisRepresentação gráfica dos orbitais
s1
p3□□□
d5□□□□□
f7□□□□□□□

Principais Características de um Átomo

As principais características de um átomo são seu número atômico (Z) e o número de massa (A).

O número atômico (Z) corresponde à carga do núcleo, ou seja, à quantidade de prótons (p) existentes no núcleo do átomo, ou seja, Z = p. Como os átomos são eletricamente neutros, a quantidade de prótons é igual à quantidade de elétrons (e-), ou seja:

Z = p = e-

Por exemplo, o oxigênio (O), cujo número atômico é 8, possui 8 prótons e 8 elétrons. Já o cálcio (Ca), cujo número atômico é 20, possui 20 prótons e 20 elétrons.

O número de massa (A), por sua vez, é o número de prótons (p) mais o número de nêutrons (n), ou seja:

A = p + n

É o número de massa que determina a massa de um átomo, uma vez que a massa dos elétrons é desprezível.

O átomo pode ser representado das seguintes formas:

                                                                                                                         \(_{Z}^AX\) ou \(_ZX^A\)


Exercícios

Exercício 1
(PUC-MG/2007)

Assinale a afirmativa que descreve adequadamente a teoria atômica de Dalton. Toda matéria é constituída de átomos:

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