Estrutura atômica: conceitos fundamentais e semelhanças atômicas (ENEM Química): Notas de revisão

Estrutura atômica: conceitos fundamentais e semelhanças atômicas

Conceitos fundamentais

O modelo atômico de Rutherford-Bohr

O modelo atômico mais utilizado atualmente baseia-se no trabalho de Rutherford-Bohr. Neste modelo, entendemos que:

• O átomo possui uma região central chamada núcleo, onde ficam concentrados os prótons (partículas com carga positiva) e os nêutrons (partículas sem carga)
• Ao redor do núcleo existe a eletrosfera, região onde os elétrons (partículas com carga negativa e massa muito pequena) se movimentam
• Os elétrons não seguem trajetórias fixas circulares, mas sim movimentos em diferentes níveis de energia, podendo formar tanto órbitas circulares quanto elípticas

Número de massa (A)

Para calcular a massa de um átomo, consideramos que os elétrons têm massa desprezível. Assim, a massa concentra-se no núcleo do átomo:

$A = P + N$

Onde:

• $A$ = número de massa do átomo
• $P$ = quantidade de prótons no núcleo
• $N$ = quantidade de nêutrons no núcleo

Número atômico (Z)

Cada tipo de átomo é identificado pelo seu número atômico, representado pela letra $Z$. Este número indica a quantidade de prótons presentes no núcleo:

$Z = P$

Por exemplo: o nitrogênio sempre tem 7 prótons em seu núcleo, então seu número atômico é $Z = 7$.

Para um átomo eletricamente neutro (sem carga), a quantidade de prótons deve ser igual à quantidade de elétrons:

$Z = P = e$

Elemento químico

Um elemento químico é formado por todos os átomos que possuem o mesmo número atômico ($Z$).

A representação geral de um átomo pode ser feita de três formas:

• $^A$X ou $^A_Z$X ou X$^A_Z$

Onde $A$ representa o número de massa e $Z$ o número atômico.

Íons

Os átomos podem ganhar ou perder elétrons da eletrosfera, formando partículas chamadas íons:

• Ânion: quando o átomo ganha elétrons, torna-se um íon negativo

  • Exemplo: $^{17}$Cl + 1e$^-$ → $^{17}$Cl$^{-1}$

• Cátion: quando o átomo perde elétrons, torna-se um íon positivo

  • Exemplo: $^{11}$Na - 1e$^-$ → $^{11}$Na$^{+1}$

Semelhanças atômicas

Isótopos

São átomos que possuem o mesmo número de prótons (Z), mas diferentes números de massa (A). Como têm o mesmo número atômico, pertencem ao mesmo elemento químico e apresentam propriedades químicas idênticas.

Isóbaros

São átomos que apresentam o mesmo número de massa (A), mas diferentes números de prótons. Como possuem números atômicos diferentes, são elementos químicos distintos.

Isótonos

São átomos que possuem o mesmo número de nêutrons (N), mas diferentes números de prótons e de massa.

Espécies isoeletrônicas

São átomos ou íons que possuem o mesmo número de elétrons. É importante notar que apenas um tipo de átomo pode ser isoeletrônico dentro de um conjunto de íons.