Como é que se deve representar um átomo?

Aqui vai um vídeo do Youtube a explicar como são representados, na verdade, os átomos. Este vídeo foi colocado pela professora no Moodle.

Formação de iões

Já sabemos o que é um ião, mas agora, vamos tentar perceber, como é que eles se formam!

Um átomo, com um certo número de eletrões, tem a tendência de ganhar ou perder eletrões, ficando assim com o último nível de energia preenchido.

Por exemplo, o átomo de Oxigénio (com a seguinte distribuição eletrónica: 8O: 2 - 6) teria o último nível de energia preenchido se, os eletrões de valência (nº de eletrões no último nível de energia) fossem 8, mas como são 6, o Oxigénio tem a tendência a ganhar 2 eletrões, logo as distribuições eletrónicas do átomo e do ião de Oxigénio são respetivamente:

8O: 2 - 6 (átomo de Oxigénio - 8 eletrões)

8O: 2 - 8 (ião de Oxigénio - 10 eletrões)

Como este ganhou 2 eletrões (que equivale a carga -2) podemos considerar o ião de Oxigénio uma partícula com carga negativa e passamos a representá-lo da seguinte forma:

O²- (é ²- pois tem carga -2, logo se tivesse, por exemplo, carga +3, seria ³+)

Outro exemplo é o átomo de sódio (que tem a seguinte distribuição eletrónica:  11Na: 2 - 8 - 1), este irá perder 1 eletrão (que equivale a carga +1) logo as distribuições eletrónicas do átomo e do ião de Sódio são respetivamente:

11Na: 2 - 8 - 1 (átomo de Sódio - 11 eletrões)

11Na: 2 - 8 (ião de Sódio - 10 eletrões) 

E será representado assim:

 Na+ (é + pois tem carga +1, logo por ser um valor unitário não se representa)

Distribuição eletrónica

A distribuição eletrónica é, como o nome indica, uma distribuição dos eletrões (de um elemento químico) por níveis de energia!

Como fazemos esta distribuição?
Ao início pode parecer um pouco complicado, mas se seguires estas regras, verás que é fácil:

• Começa-se a distribuição dos eletrões pelo nível de energia mais baixo (n=1);
• Depois de totalmente preenchido, passa-se para o nível de energia seguinte (n=2) e assim sucessivamente;
• O número de eletrões por nível de energia é dado pela expressão: 2n², sendo n o nível de energia, logo:

nível de energia    | nº máximo de eletrões
n=1 | 2x1²= 2
n=2 | 2x2²= 8
n=3   | 2x3²= 18
n=4   | 2x4²= 32
n=5   | 2x5²= 50

• O último nível de energia com eletrões pode conter, no máximo, 8 eletrões

Assim podemos fazer a distribuição eletrónica de, por exemplo, um átomo de Oxigénio (8 eletrões) da seguinte forma:

8O: 2; 6

ou assim:

8O: 2 - 6

Ou um átomo de Potássio (19 eletrões) da seguinte forma:

 19K: 2 - 8 - 8 -1

notando que, supostamente o nível de energia 3 deveria ser 9 (pois o máximo é 18), mas como o último nível de energia não pode ser superior a 8, o eletrão restante passa para o nível de energia seguinte.

Representação de um Átomo

Atualmente, representa-se um átomo utilizando o modelo da nuvem eletrónica, que está aqui representada...

• A azul estão representados os eletrões que, movendo-se a altas velocidades estão representados milhares de vezes em milhares de localizações diversas. Os eletrões compõem a nuvem eletrónica e têm carga negativa.
• A vermelho está representado o núcleo atómico, que é composto pelos neutrões, com carga neutra (como diz o nome), e pelos protões, partículas com carga positiva.
• Tendo em conta que, num átomo, o número de protões e eletrões é igual, um átomo é uma partícula de carga neutra, pois para cada eletrão, há um protão.

Um elemento químico, neste caso, um átomo representa-se da seguinte forma:

a este tipo de representação chama-se nuclido, sendo que:

• X representa o símbolo do elemento químico (exemplo: Oxigénio - O)
• A representa o número de massa (número de partículas no núcleo, ou seja a soma do número de protões, com o número de neutrões)
• Z representa o número atómico (número de protões, que simbolizam o elemento químico; exemplo: Hidrogénio - 1 protão, Oxigénio - 8 protões), o número atómico nunca varia.

Num átomo, sabendo o número de massa e o tipo de elemento químico, podemos calcular o número de protões, o número de eletrões e o número de neutrões.

Exemplo: Diga a composição de um átomo de Oxigénio, com A = 18:

N = número de neutrões

Sabendo que, o Oxigénio tem 8 protões (nunca pode ter mais nem menos), então o número de neutrões dá-se pela expressão: A - Z = N, ou seja, 18 - 8 = 10; agora sabemos que:

• A = 18
• Z = 8
• N = 10

Tendo em conta que, o número de eletrões (num átomo) é igual ao número de protões, então o número de eletrões deste átomo é de 8 eletrões.

R.: Este átomo de Oxigénio tem 8 protões, 10 neutrões e 8 eletrões.

Podemos representar este átomo pelo seguinte nuclido:

Viagem a Marte

Na sala de espera do dentista, sem nada para fazer, agarrei-me a uma revista que me chamou à atenção... Ao que parece, a Mars One planeia uma viagem para colonizar Marte e em 2022, já deverá haver pessoas a habitar este planeta, a que muitos imaginam a existência de seres verdes com antenas! Depois de uma pequena pesquisa encontrei este pequeno excerto, retirado do site da Visão.

               A organização Mars One planeia enviar um grupo de pessoas para Marte, em 2022, para estabelecer a primeira colónia humana no Planeta Vermelho. Em três meses semanas, o projeto recebeu mais de 100 mil inscrições, que estarão abertas até 31 de agosto. 

               A Mars One avisa, no entanto, que devido às alterações fisiológicas impostas pela adaptação à vida em Marte, não haverá forma de voltar à Terra.No seu   site  , a organização lembra que apesar de um cosmonauta conseguiu voltar a andar depois de 13 meses a bordo da Mir, num ambiente sem gravidade, uma estada prolongada em Marte não permitiria ao corpo humano readaptar-se à gravidade da Terra.

               Os candidatos não devem ter quaisquer habilitações específicas, mas sim ter "disposição para construir e manter relações saudáveis, capacidade de refletir sobre si próprio e de confiar nos outros". Os voluntários escolhidos receberão um treino mínimo de oito anos antes de partirem para a longa viagem de sete meses até Marte. 

               Podem ser candidatos todos os maiores de 18 anos, mediante o pagamento de uma taxa, que depende da nacionalidade.
Fonte: http://visao.sapo.pt/mais-de-100-mil-querem-viagem-so-de-ida-para-marte=f745216#ixzz2jPMjpvUa

Achei muito interessante esta ideia e só é pena não ter mais de 18 anos!

Modelos Atómicos

               Os Modelos atómicos são modelos que se usam para representar um átomo. Há diversos tipos de modelos atómicos propostos por diferentes cientistas, entre eles:

John Dalton, propôs que o átomo fosse uma esfera minúscula, indestrutível e indivisível;

• Joseph John Thomson, propôs que a matéria contivesse partículas de massa menores que o átomo de Hidrogénio;

• Ernest Rutherford, propôs que o átomo fosse composto pelo núcleo (com carga positiva) e tivesse eletrões (com carga negativa) em torno dele;

• Niels Bohr, propôs que à volta do núcleo se encontravam os eletrões, em órbita do mesmo. Cada volta que dava, tinha um certo valor de energia que quanto maior era, mais longe do núcleo se encontrava o eletrão.

O Modelo Atómico aceite pela comunidade científica, atualmente, é o Modelo da Nuvem Eletrónica, em que os Eletrões movem-se, aleatóriamente, em torno do Núcleo (que é composto pelos Neutrões e Protões).

Dispersão da Luz Branca

PORQUE VEMOS O ARCO-ÍRIS?
É porque há sol e chuva ao mesmo tempo!
Sim, mas qual é a explicação para tal acontecer, não é magia, muito menos milagre!
Epá, não sei!

O arco íris acontece porque há a dispersão da luz, a luz branca é composta por todas as cores do arco íris, ao ser refratada duplamente as diferentes cores que a compões são propagadas para direções diferentes. Assim A luz ao atingir a gota de água é refratada duplamente! Vê este esquema que eu desenhei ontem:

Lentes convergentes e divergentes

LENTES CONVERGENTES
O que é isso?
São lentes que focam todos os feixes de luz num ponto único: o foco principal.

E para que é que isso serve?
Tem várias aplicações, por exemplo nas máquina fotográficas, projetores de slides, lupas, etc...

LENTES DIVERGENTES
Não sei o que é...
É o contrário das convergentes, estas fazem divergir os raios de luz paralelas ao eixo principal.

Estes usam-se em lentes de óculos das portas exteriores das casas, etc...

Tipos de Espelhos

ESPELHOS PLANOS, CÔNCAVOS E CONVEXOS
Já ouvi falar nisso! Os planos é tipo os espelhos da casa de banho, agora os outros não sei!
Nos espelhos côncavos a superfície polida é a parte interior de uma superfície esférica. Olha, trouxe uma colher!

E nos convexos é parte de trás desta colher, vê:

Luz

OBJETOS OPACOS, TRANSPARENTES E TRANSLÚCIDOS!
Eu sei o que são!
Então diz.
Os opacos não se consegue ver através deles, os transparentes consegue-se!
Sim, e o translúcido?
Epá, esse não sei...
A luz atravessa parcialmente os objetos translúcidos, por isso vê-se com pouca nitidez através deles...
Aaah!
É fácil de distinguir!

O QUE É O TRIÂNGULO DE VISÃO?
Não faço a mínima ideia...
Para que se consiga ver é necessário que existam 3 aspetos que constituem o triângulo de visão!
E que aspetos são esses?
É necessário que exista um detetor, por exemplo tu! Uma fonte, por exemplo o sol. E também um objeto, por exemplo a tua mão... Nesse caso, o sol é um corpo luminoso, pois tem luz própria e a tua mão é um corpo iluminado, pois reflete a luz que recebeu do sol!
Então eu serei um objeto iluminado?
Também!

REFLEXÃO DA LUZ
O quê??
Reflexão da Luz! A reflexão da luz é a mudança de direção  que ocorro quando os raios luminosos incidem em certas superfícies!
Não percebi...
Deixa-me terminar de explicar. Para que ocorra a reflexão da luz existem as leis da reflexão.
Leis?!? Então a Luz pode ir presa? Ahahah
Ahah que engraçadinho! Não, claro que não! De acordo com as leis da reflexão da luz, o ângulo de incidência de um raio luminoso numa superfície é igual ao ângulo refletido! Vê este exemplo:

A verde temos o raio de incidência, a vermelho o raio de reflexão e a tracejado a normal, que é uma linha imaginária perpendicular à superfície de reflexão! Neste caso, o ângulo refletido e de incidência são de 20º!

REFLEXÃO REGULAR DA LUZ E DIFUSÃO DA LUZ!
O que é isso?
É tão simples que tu vais perceber apenas com imagens! Observa a reflexão regular:

E agora a difusão da luz:

Som

O SOM TEM 3 PROPRIEDADES DISTINTAS!
Quais?

• A altura, que permite classificar os sons em agudos (altos ou finos) e graves (baixos ou grossos).
• A intensidade do som, que permite classificar os sons em fortes ou fracos.
• O timbre, que permite distinguir os sons provenientes de fontes sonoras diferentes.

Isso é um pouco confuso, e difícil de decorar...

Concordo, mas se quiseres um truque é simples... O timbre não deixa quaisquer dúvidas. Mas a altura podes decorar sabendo que é alto (altura) ou baixo. E a intensidade, sabendo que é forte (intenso) ou fraco. Não deixa de ser confuso mas já é uma ajuda!

Vou ter que estudar muito esta parte da matéria!

Boa sorte com isso...

SERÁ QUE O SOM TEM SEMPRE A MESMA VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO?

Penso que sim...

É um erro pensar assim, pois o som propaga-se em 3 diferentes meios (sólidos, líquidos e gasosos)...

E então? O que é que isso tem a ver?

É que o som propaga-se mais rapidamente nos sólidos, de seguida nos líquidos e só depois nos gasosos!

A sério? Que engraçado! E como é que eu determino a velocidade do som?

Bem, é aqui que a matemática entra! Sabendo que a velocidade do som (v) é determinada através do quociente entre a distância (d) e o intervalo de tempo (∆t), podes calcular a velocidade do som (v) através da seguinte expressão:

v = d / ∆t

Já agora... Uma curiosidade, sabias que a velocidade de propagação do som no ar é de 340 m/s?

O QUE É O ECO?

É quando nós dizemos algo e ouvimos repetidamente o que dissemos!

Exatamente! O eco resulta da reflexão do som quando este encontra superfícies duras e lisas! Para distinguir o som refletido do original é necessário um intervalo de tempo de 0,1s por isso precisas de estar a uma distância de 17m de uma parede sem obstáculos para ouvires o eco!
Aaah! Por isso é que não ouço sempre eco!

Sim! Mas quando nos encontramos a uma distância inferior a 17m ouvimos a reverberação pois não conseguimos distinguir o som original do refletido.

Características das Ondas

O QUE É O COMPRIMENTO DE ONDA?

É o comprimento que uma onda tem, acho eu...

Não, o comprimento de onda é a distância mínima entre dois pontos que se encontram na mesma fase. Mede-se em metros, obviamente!

Aaah!

Ah e antes que me esqueça, o comprimento de onda representa-se pela letra grega: lambda (λ)...

O QUE É A AMPLITUDE?

Isso não é em matemática?

Também, mas a matemática não é para aqui chamada, por enquanto...

Então o que é?

A amplitude(A) corresponde à distância máxima de elongação.

Se eu soubesse o que é a elongação...

Aaaah, esqueci-me de te dizer... A elongação é a diferença de posição entre qualquer ponto e o equilíbrio...

Então a amplitude é a diferença entre o ponto mais distante do equilíbrio e o equilíbro!

Boa, é isso mesmo!

Yes! Acertei uma!

O QUE É A FREQUÊNCIA DA ONDA?

Essa eu sei! A frequência(f) da onda corresponde ao número de ciclos que se completam em cada segundo. E expressa-se em Hertz(Hz)!

Woow! Como é que sabias?

O QUE É O PERÍODO?

O período? Hmm não sei, mas deve ter alguma coisa a ver com a frequência né?

Mais ou menos... O período(T) é o intervalo de tempo mínimo ocorrido até que o fenómeno retome as mesmas características... Mede-se em segundos, claro!

Que engraçado...

A frequência e o período são proporcionais...

T=1/f   ou    f=1/T

Ondas

O QUE SÃO AS ONDAS?
Eu sei! As ondas são aqueles movimentos que acontecem no mar!
Também pode ser! Mas não é bem isso! As ondas são perturbações que se iniciam num ponto e se propagam, transferindo energia de um ponto para o outro.
Então, por outras palavras, foi o que eu disse...
Tecnicamente não, pois não existem só as ondas do mar. Por exemplo, quando nós falamos produzimos ondas sonoras. Ao observar algo, sabemos que isso só é possível devido há existência de ondas de luz. Mas não ficamos por aqui, há muitos outros exemplos de ondas...

O QUE SÃO ONDAS MECÂNICAS E ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS?
Epá, isso já não sei...
É simples! As ondas mecânicas são ondas que precisam de um meio material para se propagarem, por exemplo o ar. Sabias que as ondas mecânicas não se propagam no espaço?
Já sei! No espaço não há ar! Mas ainda não consegui perceber, pode dar-me exemplos?
As ondas sonoras são ondas mecânicas.
Aaah! Por isso é que não se ouvem som no espaço!
Exatamente! Mas agora, sabes o que são ondas electromagnéticas?
Não...
É o contrário das mecânicas, por outras palavras as ondas electromagnéticas não precisam de um meio para se propagarem. As ondas de luz são um bom exemplo de ondas electromagnéticas!
O sol é uma onda de luz?
Sim, isso explica o facto de ser possível ver-se a luz do sol na terra...

O QUE SÃO ONDAS LONGITUDINAIS E ONDAS TRANSVERSAIS?
Bem, já me começo a sentir um pouco burro...
Ahah, mas é simples! As ondas longitudinais são ondas em que a direção de vibração coincide com a direção da propagação. Observa este exemplo:

Neste exemplo, estas molas vibram para a direita e propagam-se também para a direita!
Entendi, e as outras?
As transversais?
Essas!
As transversais são ondas em que a direção de vibração é perpendicular à direção de propagação. Olha:

Ah agora já percebi!
Hmmm... E já agora, as ondas sonoras são ondas longitudinais e as ondas de luz são transversais...

Temperatura e Calor

A Temperatura não é o mesmo que calor

Hã? Como assim? Então o que é a temperatura?

A temperatura é uma propriedade física e é a média da medida energia cinética de todas as partículas do corpo. E mede-se com termómetros.

Então e o calor? Não é a mesma coisa?

Não! O calor é a quantidade de energia que é transferida entre os corpos de diferentes temperaturas. Desaparece quando atingido o equilíbrio térmico.

Energia útil e dissipada

Só uma parte da energia fornecida é utilizada

A parte de energia fornecida que é utilizada chama-se Energia Útil.

Exemplo: Numa lâmpada, a Energia Luminosa é a energia útil.

A parte de energia fornecida que não é utilizada chama-se Energia Dissipada.

Exemplo: Numa lâmpada, a Energia Térmica é a energia dissipada.

Imagem representativa da energia fornecida a uma máquina de lavar roupa.

Energia Potencial e Energia Cinética

Exitem duas fundamentais formas de energia: Potencial e Cinética.

A Energia Cinética está associada ao movimento dos corpos...

• Energia térmica - movimento das partículas quando se agitam;
• Energia eólica - movimento do vento;
• Energia hídrica - movimento da água.

A Energia Potencial está armazenada nos corpos...

• Energia potencial química - armazenada nos alimentos e nas botijas de gás;
• Energia potencial elástica - armazenada nos elásticos, quando esticados;
• Energia potencial gravítica - armazenada nos corpos afastados da superfície terrestre, depende da massa e da altura a que um corpo se encontra da superfícia terrestre.

Fontes de energia primárias e secundárias

Fontes primárias são fontes geradas espontaneamente na Natureza, podem ser:

• renováveis: fontes que são renovadas continuamente na natureza, e nunca acabam. Ilimitadas
• não renováveis: fontes que demoram milhares de anos a serem renovadas e vão desaparecendo à medida que as usamos. Limitadas

O Sol, o vento, as marés, e outros, são exemplos de energias renováveis, pois são Ilimitadas. Nem o Sol, nem o vento, nem as marés acabam...

O petróleo é um exemplo de energia não-renovável, pois demora milhares de anos a formar-se enquanto nós o gastamos em dezenas de anos, logo é Limitado.

Fontes secundárias são fontes obtidas pelas primárias.

A eletricidade é um exemplo de fonte de energia secundária, pois é gerada por fontes primárias como o sol, o vento, a água, etc...

Energia

A energia é uma grandeza física sem definição. A energia transfere-se entre os corpos.
Pode ser classificada em:

• Elétrica - associa-se à existência da corrente elétrica
• Térmica - associa-se ao aquecimento dos corpos
• Sonora - associa-se à produção de som
• Química - associa-se ao conteúdo energético das substâncias
• Mecânica - associa-se ao movimento
• Radiante - associa-se às radiações
• Luminosa - energia radiante visível, ou seja, luz.

Exemplo de transferência de energia:

Numa lâmpada, a energia elétrica transforma-se em energia luminosa e térmica.