Exercícios sobre Modelos atômicos
(Fuvest/2025) A figura a seguir apresenta a evolução dos modelos atômicos, desde o primeiro, proposto por Dalton em 1803, até o de Bohr, proposto em 1913.
Sobre os quatro modelos atômicos apresentados, é correto afirmar:
A) Todos os modelos previram a presença de cargas positivas no núcleo atômico.
B) O modelo proposto por Thomson, por prever a existência de nêutrons, não poderia explicar a radiação alfa (α).
C) Diferentemente do modelo de Dalton, o modelo de Rutherford não explica a estrutura de cátions e ânions.
D) Apenas o modelo de Bohr, com o advento de balanças de precisão, considerou a diferença de massa entre os elementos.
E) Elementos radioativos não poderiam ser explicados pelo modelo proposto por Dalton.
Resposta: Letra E.
Os elementos radioativos, naturalmente, sofrem decaimento, degradando-se em elementos menores e mais estáveis. John Dalton não seria capaz de explicar tal fenômeno com seu modelo, não só porque não havia noção alguma de núcleo atômico (raiz da radioatividade), mas também pelo fato de ele tratar o átomo com indestrutível.
(Uece/2022.1) A primeira teoria atômica descrita por Epicuro (341 a.C. – 271 a.C.) na carta a Heródoto e resgatada por Titus Lucretius Carus (94 a.C. – 50 a.C.) na obra De Rerum Natura (sec. I a.C.) afirma que “alguns corpos são compostos, enquanto outros são elementos de que se compõem os corpos compostos”.
Esses elementos são os átomos, indivisíveis e imutáveis. Alguns séculos depois esse postulado foi admitido por
A) Robert Boyle.
B) John Dalton.
C) Antoine Lavoisier.
D) Niels Bohr.
Resposta: Letra B.
O modelo atômico de John Dalton ainda mantinha a noção do átomo como partícula fundamental, em que os átomos seriam indivisíveis, não podendo ser destruídos, quebrados ou sequer mudados.
(Enem Digital/2020) No final do século XIX, muitos cientistas estavam interessados nos intrigantes fenômenos observados nas ampolas de raios catódicos, que são tubos sob vácuo em que se ligam duas placas a uma fonte de alta tensão. Os raios catódicos passam através de um orifício no ânodo e continuam o percurso até a outra extremidade do tubo, onde são detectados pela fluorescência produzida ao chocarem-se com um revestimento especial, como pode ser observado na figura. Medições da razão entre a carga e a massa dos constituintes dos raios catódicos mostram que a sua identidade independe do material do cátodo ou do gás dentro das ampolas.
Essa radiação invisível detectada nas ampolas é constituída por
A) ânions.
B) cátions.
C) prótons.
D) elétrons.
E) partículas alfa.
Resposta: Letra D
Os raios catódicos, assim chamados por serem originados no cátodo, tinham natureza elétrica negativa (por isso eram atraídos pela placa positiva, conforme imagem). As relações entre carga e massa, sempre iguais, independentemente do material do cátodo ou do gás, reforçam a ideia de que o cátodo era feito sempre pela mesma partícula de caráter negativo. Assim, os raios catódicos, posteriormente, foram entendidos como feitos de elétrons.
(Enem) Em 1808, Dalton publicou o seu famoso livro o intitulado Um novo sistema de filosofia química (do original A New System of Chemical Philosophy), no qual continha os cinco postulados que serviam como alicerce da primeira teoria atômica da matéria fundamentada no método científico. Esses postulados são numerados a seguir:
- A matéria é constituída de átomos indivisíveis.
- Todos os átomos de um dado elemento químico são idênticos em massa e em todas as outras propriedades.
- Diferentes elementos químicos têm diferentes tipos de átomos; em particular, seus átomos têm diferentes massas.
- Os átomos são indestrutíveis e nas reações químicas mantêm suas identidades.
- Átomos de elementos combinam com átomos de outros elementos em proporções de números inteiros pequenos para formar compostos.
Após o modelo de Dalton, outros modelos baseados em outros dados experimentais evidenciaram, entre outras coisas, a natureza elétrica da matéria, a composição e organização do átomo e a quantização da energia no modelo atômico.
OXTOBY, DW.; GILLIS, H. PR; BUTLER, L.J. Principles of Modem Chemistry. Boston: Cengage Learning, 2012 (adaptado).
Com base no modelo atual que descreve o átomo, qual dos postulados de Dalton ainda é considerado correto?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 5
Resposta: Letra E
O postulado 5 ainda é válido, uma vez que os átomos só são capazes de se combinar por meio de número inteiros e são pequenos para formação de compostos. Por exemplo, carbono e oxigênio podem se combinar e formar os óxidos CO e CO2, sempre com utilização de números inteiros; ou seja, números fracionados de átomos para a composição de substâncias não são possíveis.
Apesar da grande distância temporal entre a primeira teoria científica do átomo, proposta por John Dalton, e o atomismo grego, proposto pelos filósofos Leucipo e Demócrito, é possível perceber algumas semelhanças entre as ideias propagadas.
Assinale a alternativa que represente um ponto comum entre os trabalhos de Dalton e dos filósofos gregos.
A) Dalton e os gregos previram que o átomo era composto de partículas elétricas carregadas.
B) Dalton e os gregos diziam que o átomo era uma partícula fundamental, sendo assim, nada poderia ser menor do que ele.
C) Dalton e os gregos apresentaram trabalhos diferenciando os átomos quanto a sua natureza e sua massa.
D) Dalton e os gregos acreditavam que o átomo tinha um núcleo denso e carregado positivamente.
E) Dalton e os gregos concordavam que os átomos, apesar de serem formadores de tudo a nossa volta, poderiam ser destruídos por forças maiores.
Resposta: Letra B.
Para Dalton e os gregos, o átomo era a menor partícula existente no Universo, não podendo ser criada ou destruída. Portanto, não haveria nada menor ou dentro do átomo.
O modelo de Dalton se tornou obsoleto após os estudos realizados por J. J. Thomson. Contudo, seu modelo trouxe grandes avanços para ciência da época, dos quais podemos destacar:
A) a compreensão de que o átomo era composto por um núcleo denso e positivo.
B) a ideia de que os elétrons seriam as partículas negativas do átomo.
C) a diferenciação dos átomos dos elementos químicos conhecidos com base em sua massa.
D) a explicação para fenômenos ondulatórios.
E) a noção de que o átomo poderia ser desintegrado em partículas menores por meio de processos naturais conhecidos como radioatividade.
Resposta: Letra C.
John Dalton propôs um sistema para diferenciar os átomos por meio da massa, pois, para ele, átomos de um mesmo elemento químico são idênticos em relação a sua massa.
O modelo de J. J. Thomson, desenvolvido na virada do século XIX para o século XX, logo foi suplantado pelos trabalhos de Rutherford e o crescimento posterior da mecânica quântica. Contudo, ainda hoje, um conceito fundamentado por Thomson ainda é válido.
Esse conceito é a ideia de que:
A) todo átomo é eletricamente neutro.
B) átomos de um mesmo elemento terão a mesma massa.
C) os elétrons de um átomo estão dispersos em uma esfera homogeneamente positiva.
D) os elétrons giram em torno de um núcleo, como os planetas giram em torno do Sol.
E) o átomo é indivisível e inquebrável.
Resposta: Letra A.
Apesar de seu modelo ter durado cerca de uma década, Thomson conseguiu comprovar que o átomo é uma partícula eletricamente neutra e, apesar de transcorridos mais de 100 anos, esse princípio se mantém.
O modelo de Niels Bohr foi o primeiro modelo atômico a se utilizar de conceitos da mecânica quântica para explicar o funcionamento do átomo e de suas propriedades.
O modelo proposto por Bohr, contudo, também se aproveitou de outros resultados experimentais para elucidar as suas conhecidas camadas eletrônicas. Os experimentos utilizados por Bohr para elucidação e desenvolvimento do seu modelo atômico são:
A) os experimentos realizados com raios catódicos nas ampolas de Crookes.
B) os espalhamentos das partículas alfa após colisão com um meio material.
C) as análises dos gases presentes na atmosfera.
D) os espectros dos elementos químicos obtidos por meio da espectroscopia.
E) as observações a respeito do comportamento dual dos elétrons.
Resposta: Letra D.
Niels Bohr associou os espectros dos elementos, como do hidrogênio, para chegar aos valores de energia das camadas eletrônicas dos átomos, trazendo a base teórica para a explicação dos efeitos de transição eletrônica.
Apesar dos seus experimentos contundentes e conclusivos, tal cientista não conseguia explicar por que os elétrons, ao girarem em torno do núcleo atômico, não perderiam energia aos poucos, indo de encontro à estrutura central do átomo.
O trecho acima se refere a uma crítica que dificultou a aceitação do modelo atômico do cientista conhecido como:
A) Niels Bohr
B) John Dalton
C) J. J. Thomson
D) Louis de Broglie
E) Ernest Rutherford
Resposta: Letra E.
Embora os resultados do seu famoso experimento com folha de ouro demonstrassem a presença de um núcleo atômico e o fato do átomo ser um grande vazio, Ernest Rutherford não tinha conhecimentos para explicar como uma partícula carregada e acelerada, como o elétron, não perderia energia para fazer tal movimento. Tal questão só foi sanada com interpretações da mecânica quântica, trazida por Bohr.
A compreensão do átomo foi evoluindo conforme os avanços da ciência ocorreram ao longo da história. Embora hoje o átomo seja um conceito científico, ele foi elucidado inicialmente por pensamentos filosóficos, mais especificamente por Leucipo e Demócrito.
Para os filósofos gregos citados, a palavra “átomo” significaria:
A) inalcançável
B) inabalável
C) inacabado
D) indestrutível
E) inodoro
Resposta: Letra D.
A palavra “átomo” vem do grego e significa “indivisível” em tradução, pois o termo tomo significa “parte”, e o prefixo a significa “negação”; ou seja, podemos entender “átomo” como “aquilo que não se divide”.
Em 1904, no mesmo ano da publicação dos trabalhos de Thomson, o cientista japonês Hantaro Nagaoka apresentou a sua contribuição para o que seria o átomo.
Dentre as principais características, podemos citar que, para Nagaoka, o átomo poderia ser descrito como um grande caroço central, de caráter positivo, o qual seria rodeado por anéis giratórios constituídos por partículas negativas.
Por conta da sua semelhança com o planeta Saturno, o modelo atômico do cientista japonês ficou conhecido como “modelo saturniano”.
Os trabalhos do cientista Hantaro Nagaoka muito se assemelham a outro modelo atômico apresentado pelo cientista:
A) Erwin Schrödinger
B) Ernest Rutherford
C) J. J. Thomson
D) Robert Boyle
E) John Dalton
Resposta: Letra B.
O modelo saturniano de Nagaoka muito se parece com o modelo planetário de Rutherford.
As baterias de íon-lítio estão sendo cada vez mais utilizadas em diversos dispositivos eletrônicos portáteis, como celulares, tablets, notebooks e, até mesmo, carros elétricos. Dentre as vantagens, podemos citar o fato de serem recarregáveis, além de serem leves e entregarem uma grande diferença de potencial por célula eletroquímica.
A compreensão dos fenômenos elétricos, que possibilitaram a confecção das baterias de íon-lítio, é consequência direta da compreensão da estrutura atômica.
O cientista responsável pela compreensão dos fenômenos elétricos em nível atômico é conhecido como:
A) John Dalton
B) Robert Boyle
C) Niels Bohr
D) Ernest Rutherford
E) J. J. Thomson
Resposta: Letra E.
Foi Thomson quem primeiro descreveu a natureza elétrica do átomo por meio dos experimentos com raios catódicos e, assim, chegando à descoberta do elétron.
