(Química) Como os cientistas descobriram os nêutrons?
Mesmo depois que os cientistas tinham conseguido explicar os fenômenos elétricos através dos modelos atômicos, ainda faltava desvendar o que havia dentro do núcleo de um átomo. No entanto, já se sabia há algum tempo da existência dos prótons no núcleo do átomo: partículas com massa, e carga positiva. Alguns experimentos que permitiam determinar a massa dos átomos mostraram que átomos do mesmo elemento poderiam ter massas diferentes, e o aumento de massa não era proporcional ao número de prótons. Assim, os cientistas da época entenderam que deveria haver outra partícula no núcleo atômico.
Ela deveria ter carga neutra, pois, se todos os prótons têm carga positiva, algo precisava existir no núcleo para conter a forte repulsão entre essas cargas. A existência dessa outra partícula só foi confirmada nos anos 30, por Chadwick, mais de dez anos depois de ela ter sido proposta, e foi chamada de Nêutron. O nêutron tem massa igual à do próton, mas nenhuma carga. Juntos, prótons e nêutrons definem a massa atômica de um elemento, já que os elétrons têm massa desprezível.
(Partículas subatômicas) Próton
- Carga em unidades atômicas: +1
- Carga em Coulomb: +1,60 x 10(-19)
- Tamanho (m): 10(-15)
- Massa (g): 1,67 x 10 (-24)
- Massa em unidade atômica (u): 1
(Partículas subatômicas) Nêutron
- Carga em unidades atômicas: 0
- Carga em Coulomb: 0
- Tamanho (m): 10(-15)
- Massa (g): 1,67 x 10 (-24)
- Massa em unidade atômica (u): 1
(Partículas subatômicas) Elétron
- Carga em unidades atômicas: -1
- Carga em Coulomb: -1,60 x 10(-19)
- Tamanho (m): 10(-16)
- Massa (g): 9,11 x 10 (-28)
- Massa em unidade atômica (u): 0
(Partículas subatômicas) Carga fundamental do próton, do elétron e do nêutron
Foi determinado que 1,60 x 10(-19) seria igual a 1 em unidade atômica, logo:
- A carga do próton em Coulomb = +1,60 x 10(-19)
Em unidade atômica = 1
- A carga do elétron em Coulomb = -1,60 x 10(-19)
Em unidade atômica = -1
Nêutron não possui carga, logo = 0 para os dois
(Partículas subatômicas) Massa atômica do próton, do nêutron e do elétron
Para simplificação, postulou-se que
1,67 x 10(-24) g seria equivalente a uma unidade de massa atômica, logo:
Próton:
Massa em gramas: 1,67 x 10(-24) g
Massa em unidade atômica: 1
Nêutron:
Massa em gramas: 1,67 x 10(-24) g
Massa em unidade atômica: 1
Elétron:
Massa em gramas: 9,11 x 10(-28)
Massa em unidade atômica: 0
(Partículas subatômicas) Número atômico (Z)
Como vimos, existem átomos de um mesmo elemento químico que possuíam massa
diferente. Mas se sua massa mudou, o que diz então que um átomo é de um elemento
químico específico?
A
Identificamos os elementos químicos por meio do
número atômico de seus átomos, que nada mais é do que
o número de prótons no núcleo. Como todos os átomos
são eletricamente neutros, o número de elétrons na
eletrosfera é exatamente igual ao número de prótons.
O número atômico é realmente a identidade de um
elemento químico.
Z = prótons = elétrons
(Partículas subatômicas) Número de massa (A)
É a soma do número de partículas do núcleo de um átomo, e por isso é sempre um número
inteiro. Como somente prótons e nêutrons têm massa significativa (não desprezível), o
número de elétrons não é considerado, e o número de massa A é a soma do número de
prótons + número de nêutrons.
A = prótons + Nêutrons
A = Z + N
(Partículas subatômicas) O que é um elemento químico e como identificá-lo?
É o conjunto de átomos de mesmo número atômico (Z). A caracterização e identificação
de um elemento químico só depende da carga nuclear; ou seja, do número atômico.
Pode-se ter átomos de elementos químicos diferentes com o mesmo número de massa,
assim como podem existir átomos de elementos químicos diferentes com mesmo
número de nêutrons, mas jamais teremos átomos de elementos químicos diferentes
com o mesmo número atômico.
Sabendo disso, podemos explorar um pouco mais as semelhanças e diferenças entre
os átomos, sejam eles de um mesmo elemento químico ou não. Chamamos essas
propriedades de semelhanças atômicas. (Isótopos, isótopos de hidrogênio, isóbaros, isótonos, isoeletrônicos,)
(Partículas atômicas) Semelhanças atômicas: Isótopos
São átomos de um mesmo elemento químico - ou seja, mesmo número de prótons -, mas que têm diferente número de nêutrons. Como eles têm números de nêutrons diferentes, sua massa atômica também é diferente, apesar de se tratar do mesmo elemento químico. Veja um exemplo: São átomos de um mesmo elemento químico - ou seja, mesmo número de prótons -, mas que têm diferente número de nêutrons. Como eles têm números de nêutrons diferentes, sua massa atômica também é diferente, apesar de se tratar do mesmo elemento químico. Veja um exemplo:
Isótopos de carbono:
a) C (número atômico 6, massa 12)
b) C (número atômico 6, massa 13)
c) C (número atômico 6, massa 14)
(Partículas atômicas) Semelhanças atômicas: Isótopos de hidrogênio (este tem nomenclaturas diferentes)
Nesse caso, vemos que se trata do mesmo elemento químico, pois eles têm mesmo número atômico (Z), que é o seu número de prótons. Porém, suas massas atômicas são diferentes (12, 13 e 14), sugerindo que o número de nêutrons é diferente.
- Os isótopos do hidrogênio recebem os nomes de prótio (1H1), deutério (1H2) e trítio (1H3).
- Prótio NÃO TEM NEUTRONS, por isso ele tem número atômico (prótons) 1 e massa 1.
- Deutério tem 1 neutrôn
- Trítio tem 2 neutrôns
(Partículas atômicas) Semelhanças atômicas: Isóbaros:
São átomos de elementos químicos diferentes,
mas com o mesmo número de massa. Ou seja,
podem variar o número de prótons, de nêutrons
ou ambos em seus núcleos, contanto que a soma
deles permaneça a mesma.
No exemplo, temos cálcio e argônio, com números atômicos Z 20 e 18, respectivamente.
Porém, o número de massa é o mesmo:
a) Ca (número atômico 20, massa atômica: 40)
b) Ar (número atômico 18, massa atômica 40)
(Partículas atômicas) Semelhanças atômicas: Isótonos:
São átomos de elementos químicos diferentes,
mas com o mesmo número de nêutrons.
Nesse caso, como podemos saber que o número de nêutrons é igual? Basta lembrarmos
que o número de massa é igual à soma do número de prótons (número atômico Z) mais
o número de nêutrons; A = Z + N.
Para o boro:
A(massa) = 11 / Z = 5(n.atômico/prótons)
11 = 5 + N(neutrons)
N = 11 - 5
N = 6 nêutrons
Para o carbono:
A(massa) = 12 / Z = 6(n.atômico/prótons)
12 = 6 + N(neutrons)
N = 12 - 6
N = 6 nêutrons
Logo: boro e carbono são isótonos
(Partículas atômicas) Semelhanças atômicas: Isoeletrônicos:
São átomos ou íons que apresentam o mesmo número de elétrons. Íons são átomos que perderam ou ganharam elétrons – o número de elétrons difere do número de prótons. Assim, eles estão em desequilíbrio elétrico, ao invés de eletricamente neutros, e passam a ser eletricamente carregados. Representamos a carga de um íon no canto superior direito do símbolo do elemento. No exemplo acima, temos átomos de Magnésio (Mg) e Sódio (Na) eletricamente carregados. A carga +2 no magnésio indica que ele perdeu dois elétrons, enquanto a carga +1 no sódio indica que ele perdeu somente um elétron. Como Z do Mg é 12, e ele perdeu 2 elétrons, sabemos que Mg2+ tem, então 10 elétrons. O mesmo para o sódio; número atômico 11, perdeu um elétron, totalizando 10 elétrons no Na+1. Porém, os átomos também podem ganhar elétrons: Neste caso, vemos que o flúor (F) e o nitrogênio (N) têm carga negativa; ou seja, receberam 1 e 3 elétrons, respectivamente, e cada um fica com 10 elétrons.
(Partículas subatômicas) Temos uma nomenclatura especial para átomos que perderam ou ganharam elétrons:
- Cátions: são íons positivos, ou seja, que perderam elétrons.
- Ânions: são íons negativos, ou seja, que ganharam elétrons.
(Partículas subatômicas) O que são íons?
Íons são átomos que perderam
ou ganharam elétrons – o número de elétrons
difere do número de prótons. Assim, eles estão em
desequilíbrio elétrico, ao invés de eletricamente neutros, e passam a ser eletricamente
carregados. Representamos a carga de um íon no canto superior direito do símbolo do
elemento.
(Química) Definição simples de elemento químico:
Elementos químicos são conjuntos de átomos com o mesmo número de prótons (mesmo número atómico)
Quem começou a criar os símbolos dos elementos químicos da tabela periódica e quando?
Notação introduzida por Berzelius no século XIX, de origem do latim e do grego
(Química) Todo átomo é elétricamente…
Nêutro:
Prótons = elétrons
(Partículas atômicas) Semelhanças atômicas: Isódiáferos
Átomos que tem a mesma diferença entre o número de nêutrons e o número de prótons
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Introdução à Química21
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Propriedades da Matéria21
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Densidade9
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Estados Fisicos Da Matéria45
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Substância e matéria19
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Alotropia17
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Comportamento anômalo da água9
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Correção de questões20
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Modelos atômicos85
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Partículas subatômicas20
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Distribuição eletrônica17
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Números quânticos15
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Tabela periódica65
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Misturas e separação de misturas21
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Moléculas e propriedades44
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Química Feltre 191
