O que é um átomo?

Um átomo é definido como a menor partícula de uma substância que pode existir sozinha ou ser combinada com outros átomos para formar uma molécula.

No ano de 1808, o famoso químico, físico e meteorologista inglês John Dalton publicou sua teoria do átomo. Na época, muitos fenômenos químicos não explicados foram rapidamente desvendados pela teoria de Dalton. Portanto, a teoria se tornou a base teórica da química. As postulações da teoria atômica de Dalton eram as seguintes.

• Toda matéria é composta de pequenas partículas indivisíveis e indestrutíveis chamadas átomos.

• Todos os átomos do mesmo elemento têm propriedades idênticas, mas diferem dos átomos de outros elementos.

• Átomos de diferentes elementos se combinam para formar um composto.

• Uma reação química nada mais é do que uma rearranjo desses átomos.

• Átomos não podem ser criados ou destruídos por nenhum meio.

A teoria de Dalton tinha certas limitações, como, hoje sabemos que átomos podem ser destruídos. Além disso, alguns átomos do mesmo elemento variam em sua massa (isótopos). A teoria também falha em explicar a existência de alotrópicos.

Mas na era moderna, o conceito de átomo é baseado na combinação das vantagens do modelo atômico de Rutherford e do modelo atômico de Bohr. Todas as substâncias são compostas de átomos. Todos os átomos consistem em,

1. Núcleo

2. Elétrons

Núcleo do Átomo

O núcleo está localizado no centro do átomo. O diâmetro do núcleo é aproximadamente 1/10000 do diâmetro do átomo inteiro. Quase toda a massa do átomo está concentrada em seu núcleo. O próprio núcleo consiste em dois tipos de partículas,

1. Próton

2. Nêutron

Próton

Prótons são partículas carregadas positivamente. A carga em cada próton é de 1,6 × 10-19 Coulomb. O número de prótons no núcleo de um átomo representa o número atômico do átomo.

Nêutron

Nêutrons não possuem qualquer carga elétrica. Isso significa que nêutrons são partículas eletricamente neutras. A massa de cada nêutron é igual à massa do próton.
O núcleo é carregado positivamente devido à presença de prótons carregados positivamente. Em qualquer material, o peso do átomo e as propriedades radioativas estão associados ao núcleo.

Elétrons

Um elétron é uma partícula carregada negativamente presente nos átomos. A carga em cada elétron é de –1,6 × 10–19 Coulomb. Esses elétrons cercam o núcleo. Alguns fatos sobre elétrons em um átomo são listados e explicados abaixo,

• Se um átomo tiver o mesmo número de prótons e elétrons, o átomo será eletricamente neutro, pois a carga negativa dos elétrons neutraliza a carga positiva dos prótons.

• Os elétrons giram ao redor do núcleo em camadas (também chamadas de órbitas).

• Uma força de atração é exercida sobre os elétrons carregados negativamente pelo núcleo carregado positivamente. Esta força de atração funciona como a força centrípeta necessária para a revolução dos elétrons ao redor do núcleo.

• Os elétrons que estão perto do núcleo estão fortemente ligados ao núcleo, e é mais difícil removê-los (retirá-los) do átomo do que aqueles que estão mais distantes do núcleo.

• A estrutura dos átomos de alumínio é mostrada na figura abaixo-

• Uma quantidade definida de energia é necessária para remover o elétron de sua órbita. A energia necessária para remover o elétron da primeira órbita é muito maior em comparação com a energia necessária para remover o elétron da órbita externa. Isso ocorre porque a força de atração exercida pelo núcleo sobre os elétrons na primeira órbita é muito maior em comparação com a força de atração exercida sobre os elétrons da órbita externa. Da mesma forma, a energia necessária para remover o elétron da segunda órbita será menor em comparação com a primeira órbita e maior do que a terceira órbita. Portanto, podemos dizer que os elétrons nas órbitas estão associados a uma quantidade definida de energia. Assim, as órbitas ou camadas também são referidas como níveis de energia.

• Os níveis de energia são denotados pelas letras K, L, M, N, etc. Onde, K é a órbita mais próxima do núcleo e possui o nível de energia mais baixo. Por outro lado, a órbita mais externa possui o nível de energia mais alto.

• O número máximo de elétrons em qualquer nível de energia é dado por, '2n2', onde, n é um número inteiro e representa o "número quântico principal". Para diferentes níveis de energia, o valor de 'n' e o número máximo de elétrons são dados na tabela abaixo

• A fórmula acima (2n2) usada para determinar o número máximo de elétrons em qualquer camada, tem algumas limitações. O número de elétrons na camada mais externa (nível de energia mais alto) não pode exceder 8. Por exemplo, consideremos o átomo de cálcio, que possui 20 elétrons orbitando ao redor de seu núcleo. De acordo com a fórmula da regra acima, 2n2, a distribuição de elétrons será de 2 elétrons no nível K, 8 elétrons no nível L e haverá um saldo de 10 elétrons. Mas os elétrons no nível de energia mais externo não podem exceder 8. Portanto, haverá 8 elétrons no nível M e o saldo de 2 elétrons irá para o próximo nível de energia, ou seja, 2 elétrons irão para o nível N. A configuração eletrônica do átomo de cálcio é mostrada na figura abaixo-

Gorjeta