Ciências da Natureza Química

Átomos: o que são e sua estrutura

Toda matéria que enxergamos é composta por átomos. Compreender esse assunto é fundamental para ter uma boa base na química

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Tudo são átomos. Ou seja, toda a matéria que enxergamos (e a que não enxergamos) e que existe ao nosso redor é feita de átomos.

Por exemplo: imagine uma barra de ferro quebrando em mil pedaços. E cada pedacinho desses, se quebrando em mil pedaços novamente; e de novo, e de novo. Até que ponto esses pedaços podem ser quebrados e continuarem sendo Ferro?

Esse ponto é até chegarmos no átomo de ferro. Trilhões e trilhões e trilhões de átomos de ferro constituem uma peça de ferro tal qual conhecemos. Os gregos antigos, quando a ciência ainda era a filosofia, previram a existência do átomo. Para Leucipo e Demócrito, (300 a.C.), o átomo era uma partícula sólida, o menor constituinte da matéria que poderia existir. Esse foi o primeiro modelo atômico.

Dessa forma, hoje em dia, sabemos que o átomo não é a menor partícula que existe. Por isso, podemos "quebrar" o átomo em seus constituintes:

Núcleo: primeiramente temos o núcleo, onde está concentrada praticamente toda a massa do átomo. Ele é feito de prótons (partículas pesadas e positivamente carregadas) e nêutrons (partículas pesadas, sem carga nenhuma).

Eletrosfera: é a região próxima ao núcleo onde encontramos os elétrons, que podem ser entendidos como partículas de massa desprezível. Os elétrons possuem carga negativa e são atraídos pelo núcleo. Todas as reações e ligações químicas acontecem na região da eletrosfera, e não interferem no núcleo de um átomo.

Esquematização dos átomos e matéria. A partir de uma fota de água, há a representação de uma molécula. A partir da molécula, é destacado um átomo de oxigênio, separando os elétrons (negativos) e o núcleo. O núcleo então é mostrado contendo prótons (positivos) e nêutrons.

Aliás, a diferença de tamanho entre o núcleo do átomo e sua eletrosfera é tão grande que se o núcleo fosse do tamanho de uma bola de ping-pong, a órbita do elétron mais próximo seria do tamanho do Maracanã!

Estrutura do átomo: partículas subatômicas

O átomo, então, é constituído por prótons, nêutrons e elétrons. Igualmente, cada um deles têm características próprias e é muito importante para as propriedades da matéria.

Nêutrons: estão presentes no núcleo do átomo. Eles têm massa, mas não tem carga.

Prótons: são partículas que possuem massa e carga positiva. Igualmente estão presentes no núcleo do átomo. Um elemento químico é caracterizado pelo número de prótons que um átomo possui. Por isso, saber a quantidade de prótons em um átomo é muito importante. Eventualmente é esse número que vai ditar as propriedades químicas de um átomo, quais reações ele sofrer, quais ligações químicas ele pode formar.

Elétrons: têm carga negativa. O número de elétrons (negativos) ao redor do núcleo é igual ao número de prótons (positivos). Por isso, os átomos são espécies neutras. Dessa forma, todas as reações químicas acontecem com os elétrons dos átomos, e não alteram o núcleo. O comportamento dos elétrons pode ser de partícula ou de onda, dependendo do ambiente.

Átomos e elementos químicos

Um elemento químico é uma classificação que criamos para enquadrar todos os átomos que possuem o mesmo número de prótons.

Por exemplo, uma barra de ferro é inteiramente constituída por átomos que contêm 26 prótons, que são os átomos do elemento químico ferro. Todos os átomos que existem no universo e possuem 26 prótons pertencerão ao elemento químico ferro.

O oxigênio que respiramos é constituído também por átomos - do elemento químico oxigênio. Esses, por sua vez, contêm apenas 8 prótons. Veja alguns exemplos:

Imagem mostra tabela com a representação de alguns átomos.
Representação de alguns átomos. Fora de escala.

Veja que os elétrons estão organizados em camadas ao redor do núcleo. Como os elétrons são negativamente carregados, existe uma repulsão entre os elétrons, e uma atração pelo núcleo.

Assim, existe um número máximo de elétrons que cabe a determinada distância do núcleo (camada). Por exemplo, a camada mais próxima do núcleo só comporta dois elétrons.

CamadaQuantidade de Elétrons
12
28
318
432

Símbolos atômicos

A cada tipo de átomo está associado a um símbolo que representa o elemento químico, um número atômico e um número de massa.

Símbolo: representa o elemento químico. Por exemplo o ferro pode ser representado por Fe, oxigênio, por O, e hidrogênio, H. Eles estão representados na tabela periódica dos elementos.

Tabela periódica dos elementos, onde estão representados todos os tipos de átomos
Tabela Periódica com Símbolos dos Elementos

Número atômico (Z): é o número de prótons de um átomo.

Número de massa (A): é a soma do número de prótons e de nêutrons de um átomo (A = Z + N). O número de elétrons não conta, porque eles possuem massa desprezível.

Representação de um símbolo

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