Atomística: entenda tudo sobre o estudo do átomo!
Você quer entender mais sobre a atomística? Então fique com o Stoodi que a gente te explica!
A atomística é uma das áreas da química que trata do estudo do átomo. Cada elemento químico é um átomo, mas com características que fazem dele único. Portanto, para entender tudo sobre química, você precisa, primeiro, conhecer bem a estrutura atômica.
Este artigo traz um resumo sobre atomística com os principais pontos a respeito do assunto. Quer tirar todas as suas dúvidas ou relembrar todos os detalhes sobre o átomo? Então, fique de olho neste post!
O que é átomo: resumo
O átomo é unidade básica da matéria. Seu nome é de origem grega e significa “indivisível”, porque a ideia inicial, proposta pelos gregos e indianos, era de que ele seria a menor partícula da matéria e não poderia ser fracionado em partes menores.
Já se sabe que existem componentes subatômicos e estruturas internas ao átomo, o que prova que ele pode, sim, ser dividido. Mas, mesmo assim, o nome permanece, pois já está estabelecido há muito tempo.
Vamos ver um resumo sobre o que é o átomo e como surgiu a atomística?
Estudo do átomo
Durante muito tempo, vários cientistas ficavam intrigados tentando responder à pergunta: “O que é o átomo?”. Quem começou a propor teorias sobre o assunto e sugerir uma estrutura para o átomo foi químico inglês chamado John Dalton.
Ele desenvolveu algo que ficou conhecido como teoria atômica de Dalton, baseada nos seguintes postulados:
- átomos são maciços e esféricos como uma bola de bilhar;
- são indivisíveis;
- um elemento químico é um conjunto composto por várias unidades de um mesmo tipo de átomo;
- os elementos químicos diferentes apresentam propriedades distintas;
- dois átomos podem ser diferenciados pelo seu peso relativo;
- uma substância química é composta pela combinação de diferentes tipos de átomos.
Esses postulados abriram espaço para que os cientistas pesquisassem a respeito e propusessem outras teorias e diferentes modelos atômicos.
Hoje, o modelo de átomo amplamente aceito é o do físico dinamarquês Niels Bohr, que reúne parte das ideias de Ernest Rutherford, físico e químico neozelandês. Ele diz que o átomo é composto por um núcleo com carga positiva e que, em seu redor, partículas com cargas negativas, chamadas de elétrons, giram em órbitas com diferentes níveis energéticos.
Precisamos salientar que outros cientistas questionaram alguns aspectos desse modelo, ok? Eles desenvolveram uma nova visão chamada de mecânica ondulatória, por causa da teoria de Broglie, físico francês que afirmou que todo corpúsculo atômico pode se comportar ora como onda, ora como partícula.
Baseado nisso, Heisenberg, físico alemão, propôs o que ficou conhecido como Princípio da Incerteza: uma teoria que diz que não é possível determinar onde um elétron está em um momento específico, mas apenas calcular a probabilidade de encontrá-lo em uma região específica da eletrosfera.
Quer relembrar quais as diferentes partes e partículas do átomo? Vamos lá!
Núcleo
Como explicamos, o modelo atômico de Bohr nos explica que todos os diferentes tipos de átomo têm a mesma estrutura básica. A parte central é chamada de núcleo atômico, composto por:
- prótons, partículas com carga positiva com massa aproximada de 1.837 vezes a massa do elétron;
- nêutrons, partículas neutras (ou seja, sem carga positiva e nem negativa) e com massa pouco maior que a dos prótons.
Eletrosfera
A eletrosfera é uma região ao redor do núcleo na qual os elétrons orbitam. Ela é dividida em sete camadas identificadas por letras nomeadas de K a Q, da mais próxima até a mais distante do núcleo. Elas têm diferentes níveis energéticos crescentes conforme se afastam do núcleo.
Em extensão, a eletrosfera é muito maior que o núcleo: cerca de 10 mil a 100 mil vezes o tamanho dele.
Elétron
O elétron é a partícula subatômica mais leve (por isso a massa dele é considerada nula, praticamente zero), com carga negativa. Nos átomos neutros, o número de elétrons é igual ao número de prótons.
Os elétrons viajam nas camadas da eletrosfera graças a forças eletrostáticas. Eles podem saltar de uma camada para outra, ganhando ou perdendo energia quando, respectivamente, se afastam ou aproximam do núcleo.
Um elétron que salta para uma camada mais externa fica em estado excitado, pois está carregado de energia. Quando retorna às camadas mais internas, libera essa energia em forma de fótons.
São os elétrons das camadas mais externas os responsáveis pelo comportamento químico do átomo e, por isso, se chamam elétrons de valência.
Características do átomo
As características do átomo são determinadas, praticamente na sua totalidade, pela quantidade de partículas que possuem. Para entendê-las, precisamos falar sobre alguns tópicos. Confira!
Representação dos átomos
Para caracterizar os átomos, a representação é parecida com a do sistema solar. No lugar central está o núcleo, com prótons e nêutrons. Ao redor, estão as várias camadas eletrônicas, com elétrons. Veja uma imagem que representa um átomo de Hélio:
Elemento químico
Os elementos químicos são agrupamentos de átomos com o mesmo número de prótons. Eles são os constituintes mais básicos de todas as substâncias.
Todos os elementos químicos conhecidos são organizados de uma forma sistemática na tabela periódica. Ela os ordena de forma crescente, de acordo com o número de prótons, começando pelo menor (o Hidrogênio é o primeiro da lista, por possuir apenas um próton).
De acordo com a definição oficial da IUPAC (União Internacional de Química pura e Aplicada), cada elemento é representado da seguinte forma:
- o símbolo químico do elemento (H para Hidrogênio, He para Hélio e assim por diante);
- um número no canto inferior esquerdo que representa o número de prótons;
- um número maior no canto superior esquerdo que representa a soma do número de prótons com o número de nêutrons.
Quer um exemplo? Veja a representação do Sódio: 2311Na
Esses números têm nomes especiais. Vamos relembrá-los abaixo?
Número atômico
O número atômico é representado pela letra Z e indica a quantidade de prótons que aquele átomo tem. É ele quem define a posição de cada elemento na tabela periódica, como explicamos há pouco.
Número de massa
A massa atômica é representada pela letra A. Ela calcula a massa total do átomo, que é dada pela soma das massas dos prótons com a dos nêutrons, já que o elétron é tão levinho que o peso dele é irrisório, ou seja, não influencia na massa total do átomo.
Íons
Os átomos têm elétrons se movimentando o tempo todo pela eletrosfera, nas camadas, perdendo e ganhando energia enquanto “pulam” entre elas. Lembra que já falamos disso, certo?
Cada camada comporta um número máximo de elétrons, conforme a distribuição abaixo:
- camada K — 2 elétrons;
- camada L — 8 elétrons;
- camada M — 18 elétrons;
- camada N — 32 elétrons;
- camada O — 32 elétrons;
- camada P — 18 elétrons;
- camada Q — 8 elétrons.
A camada de valência é sempre a última. Veja que, na distribuição máxima, há 8 elétrons nela, certo? Existe algo chamado Regra do Octeto, em que os elementos químicos ficam estáveis quando sua camada de valência fica com 8 elétrons.
Então, para conseguir essa estabilidade, os átomos perdem ou ganham elétrons, tornando-se, respectivamente, cátions ou ânions. Assim, eles se ligam procurando chegar aos 8 elétrons na camada de valência. É isso que dá origem às ligações químicas — como as iônicas.
Veja um exemplo.
O Sódio (Na), quando está neutro, tem 11 elétrons, distribuídos assim:
- camada K — 2 elétrons;
- camada L — 8 elétrons;
- camada M— 1 elétron.
Você concorda que ele precisa perder esse último elétron e fazer com que a L seja a camada de valência para ficar estável? Por isso mesmo, o íon formado pelo Sódio é um cátion, e fica representado por Na+. Esse simbolozinho positivo indica que ele perdeu um elétron e está com carga positiva (já que tem 11 prótons e apenas 10 elétrons, então as cargas não se anulam por igual).
Semelhança de átomos
Um outro ponto que a atomística estuda é a semelhança dos átomos. Ela acontece quando há diferentes átomos com mesmo número de prótons, elétrons ou nêutrons. Lembra como eles são chamados em cada caso?
Isótopos
São átomos com mesmo número de prótons (Z). Nesse caso, seu número de massa (N) é diferente, por terem mais ou menos nêutrons. Vários elementos aparecem na natureza com diferentes isótopos, e muitos deles emitem algum tipo de radiação, como o Carbono 14, que é um isótopo radioativo do Carbono 12.
Isóbaros
Os isóbaros são elementos químicos diferentes, mas com mesmo número de massa (N). Por exemplo o 614C e o 714N.
Isótonos
Os isótonos têm mesmo número de nêutrons, com número atômico diferente (Z). São exemplos o Boro (511B) e o Carbono (612C). Se fizermos a subtração entre A e Z, veremos que ambos têm 6 nêutrons.
Isoeletrônicos
Por último, temos os isoeletrônicos. Eles podem ser cátions e ânions que têm o mesmo número de elétrons e, portanto, a mesma configuração eletrônica. Por exemplo, o 1939K+ e o 2040Ca2+ são íons isoeletrônicos, pois ambos têm 38 elétrons.
Exercícios sobre atomística
Gostou de refrescar a memória e fixar um pouco mais sobre o átomo? Você pode assistir às videoaulas sobre teoria atômica do Stoodi e aprender um pouco mais! Aproveite para fazer exercícios de atomística e testar seus conhecimentos. Há várias questões do Enem sobre atomística lá para você se preparar para a prova.
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