Back to the topics list

átomo

Todo material é composto de matéria, e a unidade fundamental da matéria é o átomo .

Átomo é:

• A unidade básica da matéria.
• A menor partícula de um elemento, que pode ou não existir por si só.
• O átomo é ainda divisível em prótons, elétrons e nêutrons.

Estrutura básica de um átomo:

• Os átomos são constituídos por partículas subatômicas: prótons, elétrons e nêutrons.
• Prótons e nêutrons são encontrados no núcleo. O núcleo está localizado no centro do átomo.
• Os elétrons giram em torno do núcleo em órbitas.

P : prótons, N : nêutrons, E : elétrons

Próton: Partícula subatômica com carga positiva (+1) e massa unitária (1). O próton é uma partícula carregada positivamente que está localizada no centro do átomo no núcleo de um átomo. O átomo de hidrogênio é único por ter apenas um único próton e nenhum nêutron em seu núcleo. O número de prótons no núcleo de um átomo, que é característico de um elemento químico, determina seu lugar na tabela periódica.

Nêutron: Partícula subatômica sem carga (0) e massa unitária (1). O nêutron não tem carga. O número de nêutrons afeta a massa e a radioatividade do átomo.

Elétron: Partícula subatômica com carga negativa (-1) e massa desprezível. Elétrons são as menores partículas em um átomo. Eles são atraídos pela carga positiva dos prótons, razão pela qual orbitam ao redor do núcleo. Elétrons são muito menores que nêutrons e prótons.

Forças em um átomo

Os componentes de um átomo são mantidos juntos por três forças. Prótons e nêutrons são mantidos juntos por forças nucleares fortes e fracas.

A atração elétrica mantém elétrons e prótons. Enquanto a repulsão elétrica repele os prótons uns dos outros, a força nuclear de atração é muito mais forte do que a repulsão elétrica. A força forte que une prótons e nêutrons é 1038 vezes mais poderosa do que a gravidade, mas atua em um alcance muito curto, então as partículas precisam estar muito próximas umas das outras para sentir seu efeito.

Número atômico de um átomo

O número atômico de um elemento é igual ao número de prótons no átomo de um elemento ou igual ao número de elétrons no átomo de um elemento.

Portanto, os átomos são eletricamente neutros, pois o número de prótons é igual ao número de elétrons.

Número de massa de um átomo

Como a massa de um elétron é desprezível, a massa de um átomo é a soma da massa dos prótons e nêutrons presentes no núcleo.

Vamos entender isso usando alguns exemplos.

Átomo de Hidrogênio: É escrito como \(\large_1^1 H\) . Um átomo de hidrogênio tem 1 próton, 1 elétron e 0 nêutrons.

O número atômico do átomo de hidrogênio é = p = e = 1

O número de massa do átomo de hidrogênio é = p + n = 1

Átomo de Oxigênio: É escrito como \(\large_{8}^{16} O\) . Ele tem 8 prótons, 8 elétrons e 8 nêutrons.

O número atômico do átomo de oxigênio é = p = e = 8

O número de massa do átomo de hidrogênio é = p + n = 8 + 8 = 16

Como os elétrons são distribuídos nessas órbitas?
Os elétrons giram em torno do núcleo em um caminho imaginário chamado órbitas ou camadas. A primeira camada é K (nível de energia 1, n = 1), a segunda camada é L (nível de energia 2, n = 2) e então a camada M (n = 3) e assim por diante. O número de elétrons em cada camada é determinado usando a regra abaixo:

Número máximo de elétrons em cada camada = 2 × n ²

• Camada K = 2n ² = 2×1 = 2 elétrons
• L camada = 2n ² = 2×2 ² = 2×4 = 8 elétrons
• Camada M = 2n ² = 2×3 ² = 2×9 = 18 elétrons
• A camada mais externa não pode ter mais de 8 elétrons.

Exemplo:

1) Átomo de Sódio : O número de prótons e elétrons é 11 e o número de nêutrons é 12. p = 11, e = 11, n = 12
A configuração eletrônica do átomoNa é:

2) Átomo de nitrogênio: p = 7, e = 7, n = 7

A configuração eletrônica do átomo de nitrogênio é:

Peso atômico [massa atômica relativa]

A massa atômica relativa ou peso atômico de um átomo é definida como o número de vezes que um átomo de um elemento é mais pesado que o \(^1/_{12}\) de um átomo de carbono.

Isótopos

Isótopos são átomos do mesmo elemento que têm o mesmo número atômico, mas números de massa diferentes. Exemplo: Três isótopos de hidrogênio existentes naturalmente são Trítio \(\large_1^3 H\) : p = e = 1, n = 2
Deutério \(\large_1^2 H\) : p = e= 1, n = 1
Protium \(\large_1^1 H\) : p = e = 1, n = 0

Configuração Eletrônica Estável e Configuração Eletrônica Instável

Diz-se que um átomo tem uma configuração eletrônica instável quando

• Sua valência/camada mais externa é incompleta.
• Eles tendem a atingir uma configuração eletrônica estável compartilhando ou ganhando/perdendo elétrons.
  Portanto, todos os exemplos acima Sódio( \(Na\) ), Nitrogênio( N ), Oxigênio( O ), Hidrogênio( H ) têm uma configuração eletrônica instável.

Gases nobres têm uma configuração eletrônica estável, pois sua camada externa é completa. Exemplo:
Hélio( He )- Configuração eletrônica: 2
Neon( Ne ) - Configuração eletrônica 2, 8

Como o átomo de configuração eletrônica instável atinge a estabilidade?
Eles se combinam com outros átomos de elementos. Átomos combinados redistribuem seus elétrons para que cada átomo combinado atinja uma configuração estável do gás inerte mais próximo (verifique o gás inerte mais próximo para Na e Cl ). Vamos entender isso usando um exemplo:

Átomo Na : Configuração eletrônica: 2,8,1
(o gás inerte mais próximo é Ne , número atômico 10)
Átomo Cl : Configuração eletrônica: 2, 8, 7
(o gás inerte mais próximo é o Ar, número atômico 18)

O átomo de sódio ( Na ) e cloro ( Cl ) se combinam para formar o composto cloreto de sódio ( NaCl ) :
O átomo Na perde um elétron da camada externa para atingir a estabilidade [2, 8] e o átomo Cl absorve esse elétron para completar sua camada externa e ganhar estabilidade [2,8,8]

Observe que é muito difícil mostrar a localização exata de um elétron, pois um elétron quase não tem massa e gira em torno dela a uma velocidade incrível. Por esse motivo, os elétrons são frequentemente mostrados como nuvens carregadas negativamente ao redor do núcleo. Os orbitais mostram elétrons em diferentes estados de energia ao redor do núcleo. À medida que nos afastamos do núcleo, o nível de energia aumenta. O único elétron no estado de energia mais alto ou orbitais mais externos participa da reação química, eles são chamados de elétrons de valência e estão envolvidos na ligação química entre átomos.

Existem várias teorias para explicar a natureza do átomo.