Átomos e elementos químicos

 

Átomos e elementos químicos

 

Os elementos químicos Surgiram há 13,8 bilhões de anos quando ocorreu o Big Bang. 

Teoricamente os cientistas acreditam que de um ponto muito quente e denso nasceu o nosso Universo Primitivo. Esse ponto se expandiu muito rápido em uma fração de segundos, criando seu próprio espaço e tempo.

As primeiras partículas formadas no Big bang (Quark, glúon, elétron e fóton) deram origem aos prótons e nêutrons, que hoje formam os átomos.

Assim, 380 mil anos após o Big Bang, os elétrons começaram a se alojar ao redor dos núcleos atômicos. Dessa união nasceram os primeiros átomos, componentes estes de toda a matéria que conhecemos.

Os fótons são os mediadores dessa união, e quando essa união enfraquece, partículas de fóton são emitidas na forma de luz.

Ao redor do núcleo giram os elétrons.   É o espalhamento desses elétrons que define o tamanho do átomo. Um único tipo de átomo forma um elemento químico, determinado pelo número de prótons.

 

Teorias dos  modelos atômicos

 

Os modelos atômicos são teorias criadas para explicar a composição e o funcionamento da matéria. Foram evoluindo em paralelo com o avanço da ciência.

O primeiro modelo atômico foi proposto por Dalton, em 1803, que afirmava que o átomo é uma esfera maciça indivisível e indestrutível.

·         Em 1887, Thomson atualizou o modelo atômico afirmando a existência de carga elétrica.

·         Mais tarde, em 1911, Rutherford determinou que o átomo é formado por duas regiões: o núcleo e a eletrosfera.

·         Niels Bohr propôs a existência de camadas eletrônicas na eletrosfera para resolver limitações físicas no modelo de Rutherford, no modelo que ficou conhecido como modelo de Rutherford-Bohr.

·         Em 1926, Erwin Schrödinger determinou a existência de orbitais, que são regiões com diferente probabilidade de se encontrar o elétron.

  

Estrutura atômica

 Estrutura atômica é a estrutura básica de um átomo. Segundo os modelos atuais que descrevem o átomo, a estrutura atômica é composta por duas regiões principais: o núcleo, com carga positiva e denso, e a eletrosfera, região periférica do átomo que apresenta partículas de carga negativa.

Núcleo: região densa, pois é muito pequena e concentra quase toda massa do átomo. É lá que estão os prótons, de carga positiva, e os nêutrons, partículas eletricamente neutras. Localiza-se no centro do átomo.

 

Eletrosfera: região periférica do átomo onde se localizam os elétrons, de caráter negativo.

 Um átomo é identificado pela sua carga nuclear, ou seja, pelo seu número de prótons. O número de prótons de um átomo é conhecido como número atômico e é representado pela letra Z.

O número de massa, representado pela letra (A), de um átomo é a soma das massas dos prótons e nêutrons. Como a massa do elétron é muito pequena (tem cerca de 1/1836 da massa do próton), ela não é considerada.

Para se calcular a quantidade de nêutrons que um átomo possui basta fazer a subtração entre o número de massa (A) e o número atômico (Z).

 

Distribuição eletrônica

 

O modelo atômico de Rutherford-Bohr considera que a eletrosfera do átomo é composta por camadas ou níveis que possuem energias diferentes. Os diferentes níveis de energia do átomo são identificados por um número inteiro positivo (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ...), conhecido como número quântico principal (n). Cada nível energético é simbolizado por letras maiúsculas (K, L, M, N, O, P, Q).

A camada K se refere ao primeiro nível de energia (n = 1), sendo este o menos energético e o mais próximo ao núcleo. A camada Q se refere ao nível 7 (n = 7), estando mais distante do núcleo e sendo o nível de maior energia.

Na natureza, sistemas em condição de menor energia apresentam maior estabilidade. Na química, esse princípio também é válido. Baseado nisso, contribuindo à proposta do modelo atômico de Rutherford, Niels Bohr postulou que os elétrons ocupam as camadas da eletrosfera em sentido crescente de energia. Dessa forma, os níveis mais próximos ao núcleo ― que são aqueles menos energéticos ― são preenchidos primeiramente pelos elétrons.

Cada nível energético possui uma capacidade limitada para acomodar elétrons, de acordo com a tabela:

Valor n	Nível de energia	Quantidade máxima de elétrons
1	K	2
2	L	8
3	M	18
4	N	32
5	O	32
6	P	18
7	Q	8

 

Tabela Periódica

A Tabela Periódica é uma forma de organizar todos os elementos químicos de acordo com as suas propriedades e de mostrar algumas informações sobre eles.

 

Tabela Periódica que usamos hoje é organizada em linhas horizontais em ordem crescente de número atômico.

 

· Você deve consultar a Tabela Periódica como se estivesse lendo um texto normal, ou seja, você sempre começa pela primeira linha e do lado esquerdo para o direito e depois segue descendo para as próximas linhas. Os elementos químicos foram colocados na Tabela Periódica em quadradinhos separados, onde o símbolo do elemento fica no meio e o valor do número atômico fica escrito geralmente na parte de cima, como mostra o exemplo do hidrogênio a seguir:

Símbolo do hidrogênio e seu número atômico conforme aparece na Tabela Periódica

 

· O número atômico é a quantidade de prótons ou cargas positivas que os átomos do elemento têm.

Esse valor é igual ao número de elétrons quando o átomo está em seu estado fundamental. 

O hidrogênio é um elemento que só tem 1 próton, ou seja, seu número atômico é 1. Por isso, o hidrogênio é o primeiro elemento colocado na Tabela. O próximo elemento que está na mesma linha que o hidrogênio é o hélio, porque ele possui número atômico igual a 2.

Passando para a linha de baixo, o primeiro é o Lítio com número atômico igual a 3, ao lado dele tem o Berílio com número atômico 4 e assim por diante. 

 

Veja as primeiras linhas da Tabela Periódica mostradas abaixo e veja que a ordem do número atômico vai crescendo certinho.

 

Existem sete linhas na Tabela Periódica e essas linhas são chamadas de períodos. Veja:

Existem 18 colunas que são chamadas de famílias ou grupos. Um aspecto importante é que os elementos que pertencem à mesma família são aqueles que possuem propriedades físicas e químicas semelhantes.