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Motivação

A critério do professor, esta atividade poderá ser realizada em grupos.

Objetivo

Você vai precisar de:

• um rádio AMei ém com antena
• uma pilha de 1,5 Vvôlti
• fita adesiva
• uma sala que possa ser totalmente escurecida
• dois pedaços de fio elétrico fino com as extremidades desencapadas (PEÇA A UM ADULTO que as desencape)

Procedimento

1. Grude, com fita adesiva, uma das extremidades de um fio no polo positivo da pilha e uma das extremidades do outro fio no polo negativo, como mostra a figura A.
2. Segure os fios pela parte encapada. Escureça a sala. Raspe repetidas vezes as extremidades soltas dos dois fios, como na figura B. Nessa etapa do experimento você deve ter constatado que, ao raspá-las, ocorreu um leve faiscamento. Clareie a sala.
3. Ligue o rádio e sintonize uma emissora AMei ém.
4. Segure a pilha próximo à antena e volte a raspar repetidas vezes as extremidades dos fios. O que acontece com a qualidade da recepção da emissora quando as extremidades são raspadas? Como explicar o observado?
5. Ao final, remova os fios para que suas extremidades não permaneçam encostadas, o que descarregaria a pilha.

Desenvolvimento do tema

1. Ondas

Ondas em uma corda

Considere uma corda esticada, com uma de suas extremidades presa a uma parede e a outra segurada por uma pessoa. Se a pessoa realizar um movimento rítmico de sobe e desce com a mão, fará com que uma onda se propague na corda esticada, como mostra o esquema.

O conceito de onda

Ondas são perturbações regulares que se propagam, mas não transportam matéria. As ondas apenas transportam energia. A Ondula­tória é a parte da Física que estuda as ondas e os fenômenos relacionados a elas.

Fonte: OSTDIEK, V. J.; BORD, D. J. Inquiry into Physics. 8.oitava ed.edição Boston: Cengage, 2018. p.página 215.

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Ondas apresentam efeitos detectáveis

Considere duas rolhas de cortiça, A e B, flutuando na superfície parada da água, a certa distância uma da outra. Utilizando o dedo para fazer com que a rolha A realize um movimento de sobe e desce, a água, inicialmente parada, também começará a oscilar. Aparece uma onda na superfície da água. E a outra rolha, B, que estava inicialmente parada, também passa a oscilar num movimento de sobe e desce. A onda transporta energia de uma rolha até a outra, colocando-a em movimento.

Se a água fosse invisível, não veríamos a onda que se propaga em sua superfície. Mas, se uma rolha flutuante começasse a oscilar, estaríamos observando uma evidência da propagação da onda.

Esse ponto é muito importante para você entender o que será estudado neste capítulo: mesmo que uma onda não seja vista, os seus efeitos podem ser detectados, isto é, podem ser percebidos de algum modo. Nesse exemplo, uma simples rolha funciona como um detector de ondas.

Fonte: BALLbóu, L. et alêti áli. Smithsonian supersimple Physics: the ultimate bite-size study guide. Londres: Dorling Kindersley, 2021. p.página 113.

Frequência de uma onda

Uma das características importantes de qualquer onda é sua frequência, ou seja, o número de oscilações por unidade de tempo. A unidade mais comum usada internacionalmente para expressar a frequência de uma onda é o hertz, simbolizado por Hzagá zê, que pode ser interpretado como uma oscilação por segundo.

Assim, por exemplo, dizer que a corda de um violino, colocada em vibração pelo músico, emite uma onda sonora de frequência 440 Hzagá zê (lê-se 440 hertz) significa dizer que essa onda sonora produzida pelo instrumento realiza 440quatrocentas e quarenta oscilações a cada segundo.

2. Ondas: mecânicas versus eletromagnéticas

Ondas em cordas, ondas na superfície da água e ondas sonoras são exemplos de ondas mecânicas. Esse tipo de onda precisa de um meio material para se propagar e, portanto, não se propaga no vácuo (ausência de matéria).

Já a luz é classificada no grupo das ondas (ou radiações) eletro­magnéticas, aquelas que não necessitam de um meio mate­rial para propagar-se, ou seja, aquelas que conseguem se propagar no vácuo.

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Outros exemplos de ondas eletromagnéticas são o infravermelho, o ultravioleta, as ondas de rádio e de tevê, as micro-ondas, os raios X e os raios gama.

Todas as ondas eletromagnéticas possuem a mesma velocidade de propagação no vácuo: 300 mil quilômetros por segundo. Nos materiais, essa velocidade é menor, embora nos gases seja praticamente a mesma. As diversas ondas eletromagnéticas diferem quanto à frequência e, em decorrência dela, nos seus efeitos, na sua utilidade prática e no tipo de dispositivo necessário para detectá-las.

O esquema a seguir mostra o chamado espectro eletromagnético e os nomes atribuídos às várias ondas eletromagnéticas, dependendo de sua frequência.

Representação esquemática forafóra de proporção do espectro eletromagnético, mostrando os diferentes nomes dados às ondas eletromagnéticas dependendo da frequência (UVu vê indica ultravioleta, e IVí vê, infravermelho). Lembre-se de que 10⁴ significa 10.00010000, 10⁶ significa 1.000.0001000000, e assim por diante.

Fonte: Figura elaborada a partir de WALKERuólquer, J. Halliday & Resnick Fundamentals of Physics. 10.décima ed.edição reeditada e estendida. Hoboken: John Wiley, 2018. p.página 973.

3. Características e aplicações das ondas eletromagnéticas

Rádio AMei ém

As emissoras de rádio AMei ém transmitem sua programação por meio de ondas eletromagnéticas de frequências entre 535 kHzquilorrértz e 1.6051605 kHzquilorrértz (1 kHzcá agá zê = 1 quilohertz = 10³ Hzrértiz). Cada emissora tem sua frequência específica dentro dessa faixa, e quando você sintoniza a emissora está selecionando a frequência dela.

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Transmissões em AMei ém estão muito sujeitas a interferências de algu­mas outras fontes de radiações eletromagnéticas, como os fios de alta-tensão e os raios (relâmpagos).

No experimento da abertura do capítulo, ao raspar as pontas dos fios você produziu uma simulação de descarga elétrica, um raio em pequeníssima escala. E, como você provavelmente percebeu, isso já é o suficiente para causar ruídos na recepção do sinal da emissora AMei ém.

Rádio FMéfe ême e tevê

Transmissões em FMéfe ême são realizadas por meio de ondas eletromagnéticas na faixa de frequências de 88 MHzmégarrértis a 108 MHzmégarrértis (1 MHzême agá zê = 1 megahertz = 10⁶ Hzrértiz).

Ao contrário do AMei ém, o sinal FMéfe ême sofre pouca ou nenhuma inter­ferência de raios ou de fios de alta-tensão, mas tem um alcance bem menor.

As emissoras de tevê também transmitem imagem e som por meio de ondas eletromagnéticas. Cada canal de tevê tem sua própria frequência.

Os canais 2 a 6 de VHFvê agá éfe (do inglês very high frequency) correspondem à faixa de 54 MHzmégarrértis a 88 MHzmégarrértis, e os canais 7 a 13, à faixa de 174 MHzmégarrértis a 216 MHzmégarrértis. A transmissão FMéfe ême é feita num intervalo de frequências entre os canais 6 e 7 de tevê. A transmissão dos canais 14 a 69 de UHFU agá éfe (ultra high frequency) corresponde à faixa de 407 MHzmégarrértis a 806 MHzmégarrértis.

Telefone celular

A região coberta pela telefonia celular é dividida em áreas, chama­das células. Cada célula possui uma estação com antena, ligada à central de telefonia. Um aparelho celular comunica-se com essa estação por meio de duas ondas eletromagnéticas: uma que é enviada do aparelho para a estação, e outra, da estação para o aparelho.

Cada estação permite que um número limitado de apare­lhos esteja em uso simultâneo. Por isso, em células com muitos usuários é frequente haver congestionamento do sistema.

Micro-ondas

As ondas eletromagnéticas com frequências na faixa aproxi­mada de 10⁹ Hzrértiz (1 GHzgê agá zê = 1 gigahertz) a 10¹¹ Hzrértiz correspondem às micro-ondas.

Nos fornos de micro-ondas existe um transmissor que emite micro­‑ondas de frequência apropriada dentro do compartimento em que o alimento é colocado. Tais ondas transferem energia para as moléculas de água do alimento. A água se aquece e, por consequência, aquece também os demais constituintes do alimento. Materiais como o vidro, a cerâmica e o plástico não são aquecidos diretamente pelo aparelho.

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As micro-ondas são empregadas em transmissões via satélite (tevê, telefonia, rádio etc.etcétera). Os aparelhos de localização por GPSgê pê ésse re­cebem sinais de satélites em órbita por meio de micro-ondas. Esse tipo de onda eletromagnética também é usado nos radares, aparelhos que emitem micro-ondas e captam o retornoretôrno dessas ondas após serem refletidas por objetos. Radares permitem avaliar a posição e/ou a velocidade de objetos como aviões, mísseis e automóveis.

EM DESTAQUE

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Luz visível

A retina humana é capaz de perceber as ondas eletromagnéticas de frequências desde aproximadamente 4,3 · 10¹⁴ Hzrértiz até cercacêrca de 7,5 · 10¹⁴ Hzrértiz. Dentro dessa faixa, chamada espectro visível, estão todas as cores do arco-íris, que, embora muitas pessoas digam serem sete, na verdade são infinitas, já que há inúmeros tons de vermelho, de alaranjado, de amarelo etc.etcétera

Os tons de vermelho aparecem na extremidade de frequência mais baixa do espectro visível, e o violeta aparece na extremidade de frequência mais alta.

Infravermelho

Infravermelho significa “abaixo do vermelho”. Esse nome indica que a frequência dessas ondas, não percebidas pelo olhoôlho humano, é inferior à frequência da luz vermelha.

O infravermelho é o responsável, por exemplo, por boa parte do transporte de calor de uma fogueira até as pessoas ao seu redor, da chama de um forno até o alimento que está assando e de um ferro de passar roupa em funcionamento até quem o está utilizando.

Ultravioleta

Ultravioleta quer dizer “acima do violeta”. Tal nome indica que a frequência dessas ondas eletromagnéticas, que também não são percebidas pelo olho humano, é superior à frequência da luz violeta.

O Sol envia para a Terra, juntamente com a luz visível, ondas eletromagnéticas de outras frequências, como o infravermelho e o ultravioleta. Mais da metade das ondas ultravioleta provenientes do Sol que chegam à Terra é absorvida pelo gás ozônio presente numa camada da atmosfera situada a cercacêrca de 20 kmquilômetros a 30 kmquilômetros de altitude, conhecida como camada de ozônio.

Essa absorção é fundamental, pois o ultravioleta oferece consideráveis riscos a muitos organismos. No ser humano, por exemplo, a exposição prolongada ao ultravioleta pode provocar, entre outros problemas, o câncer de pele e a catarata, distúrbio que deixa a lente do olhoôlho (anteriormente denominada cristalino) esbran­quiçada.

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Raios X

Os raios X foram descobertos em 1895 pelo físico alemão Wilhelm Konrad Rontgen (1845-1923) ao trabalhar com um aparelho que produzia descargas elétricas em gases a baixa pressão.

O próprio descobridor verificou que os diferentes tecidos do corpo humano são atravessados de modo desigual pelos raios X. Isso conduziu a uma aplicação prática em Medicina: as radiografias.

Radiografia é uma imagem produzida em um filme fotográfico por raios X que atravessaram o corpo humano. Os ossos absorvem os raios X muito melhor que outros órgãos, o que faz com que apareçam como regiões claras no filme após este ser revelado. Os músculos, ao contrário, permitem boa passagem dos raios X, e estes, chegando ao filme, produzem as regiões mais escuras vistas após a revelação.

A radiografia é importante para determinados diagnósticos médicos. Contudo, a exposição repetida aos raios X oferece riscos à saúde, como o aumento da probabilidade de câncer. Por isso, os técnicos de radiografia usam aventais de chumbo e protegem-se atrás de uma parede dessedêsse metal, que bloqueia a passagem de raios X.

Raios gama

Os raios gama possuem frequência superior aos raios X e são ainda mais penetrantes e perigosos. Eles são produzidos por alguns materiais radioativos.

Nas explosões nucleares são emitidas enormes doses de raios gama. Nas usinas nucleares, processos envolvendo o núcleo dos átomos também produzem esses raios. Nesse caso, a radiação é retida por blindagens especialmente construídas para isso.

Os raios gama são usados, de modo controlado, sob indicação e supervisão médica, em uma técnica chamada radioterapia. Ela permite tratar pacientes com câncer em determinados estágios da doença. Nessa técnica, os raios gama são dirigidos para o local do tumor e matam células cancerosas.

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4. Modelo atômico de BohrBór

Espectros atômicos

Se a luz solar ou a de uma lâmpada de filamento incandescente (aquelas que, no passado, foram largamente empregadas em residên­cias) atravessar um prisma, ela será decomposta em várias cores, que são popularmente conhecidas como arco-íris. Cientificamente, o que se obtém é chamado de espectro da luz visível.

Fonte: YOUNGiãng, H. D.; FREEDMAN, R. A. University Physics. 15.décima quinta ed.edição Harlow: Pearson, 2020. p.página 1.1161116.

Se esse experimento for repetido utilizando a luz proveniente de uma lâmpada de gás (similar às lâmpadas fluorescentes, mas sem a pintura branca no vidro que a envolve), não obteremos o espectro completo. Apenas algumas linhas estarão presentes, correspondendo somente a algumas frequências das ondas de luz visível. Essas linhas formam o espectro de linhas ou espectro atômico.

Fonte: ROBINSONróbinsson, J. K.; MCMURRY, J. E.; FAY, R. C. Chemistry. 8.oitava ed.edição Hoboken: Pearson, 2020. p.página 170.

Alguns exemplos de espectros atômicos são representados na figura a seguir.

Fonte: BURDGE, J. Chemistry. 5.quinta ed.edição Nova York: iórqueMcGraw-Hill, 2020. p.página 243.

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Postulados do modelo atômico de BohrBór

O modelo atômico de BohrBór, uma proposta para explicar o espectro de linhas de elementos químicos, foi desenvolvido pelo dinamarquês Niels BohrBór (1885-1962), em 1913. Para elaboração de seu modelo atômico, o cientista propôs alguns postulados (afirmações consideradas verdadeiras sem demonstração, pontos de partida para um raciocínio). Entre esses postulados estão os seguintes:

• Os elétrons nos átomos movimentam-se ao redor do núcleo em trajetórias circulares (chamadas de camadas, ou níveis, e designadas por K, L, M, N etc.etcétera; a camada mais próxima do núcleo é designada pela letra K, e assim sucessivamente).
• Cada um dessesdêsses níveis tem um valor determinado de energia. (Por isso, são também denominados níveis de energia.)
• Não é permitido a um elétron permanecer entre dois níveis.
• Um elétron pode passar de um nível para outro de maior energia, desde que absorva energia externa (ultravioleta, luz visível, infravermelho etc.etcétera). Quando isso acontece, dizemos que o elétron foi excitado ou que ocorreu uma transição eletrônica para um nível de maior energia (veja o esquema A).
• Um elétron excitado pode sofrer transição eletrônica de retornoretôrno ao nível inicial. Nesse caso, há liberação de energia, por exemplo, como luz visível ou ultravioleta (esquema B).

Uma novidade dessedêsse modelo é que a energia dos elétrons é quantizada, ou seja, apresenta apenas determinados valores.

Utilizando o modelo de BohrBór, podem-se explicar os espectros atômicos (esquema C). Os elétrons são excitados pela energia elétrica, na lâmpada de gás. Em seguida, ao retornarem aos níveis de menor energia, liberam energia na formafórma de luz. Como a cor da luz emitida depende da diferença de energia entre os níveis envolvidos na transição e como essa diferença varia de elemento para elemento, a luz apresentará cor característica para cada elemento.

Fontes: Esquemas A, B e C elaborados a partir de WALKERuólquer, J. Halliday & Resnick Fundamentals of Physics. 10.décima ed.edição reeditada e estendida. Hoboken: John Wiley, 2018. p.página 1.2071207; SILBERBERGSilberberg; M. S.; AMATEIS; P. G. Chemistry: the molecular nature of matter and change. 8.oitava ed.edição Nova York: iórqueMcGraw-Hill. 2018. p.página 305.

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5. Algumas aplicações do modelo de BohrBór

O teste da chama

O procedimento que comentaremos a seguir é conhecido como teste da chama. Ele teve importância histórica como um dos métodos empregados na detecção de certos elementos metálicos em amostras de minerais. Devido aos riscos potenciais envolvidos, NÃO deve ser realizado pelos estudantes!

Na ponta (curvada em formafórma de pequeno círculo) de um fio feito de níquel e crômio (metais que não interferem no resultado do experimento), coloca-se uma pequena amostra de cloreto de sódio (Naêne áCl) e leva-se à chama de um bico de BunsenBansen, segurando-o com um pregador de madeira ou fixado a um bastão de vidro para não queimar os dedos. Isso está mostrado na foto A.

A observação que se faz é que a chama, inicialmente azul bem clara, quase transparente, adquire uma intensa coloração amarela. Repetindo-se esse procedimento, porém utilizando brometo de sódio (Naêne áBr) ou iodeto de sódio (Naêne áI), também se observa que a chama adquire coloração amarela.

Como esse fio, levado à chama sem a presença do composto, não produz coloração na chama, isso parece indicar que o sódio deve ser o responsável pela coloração.

De fato, ao repetir esse procedimento com compostos de alguns outros elementos metálicos, percebe-se que cada um deles produz uma cor característica ao ser submetido à chama. Algumas dessas cores estão relacionadas na tabela que traz as cores emitidas pelos átomos de alguns elementos no teste da chama.

A cor no teste da chama é uma característica do elemento metálico presente no composto analisado.

Fontes: EBBING, D. D.; GAMMON, S. D. General Chemistry. 11.décima primeira ed.edição Boston: Cengage, 2017. p.página 216; TRO, N. J. Principles of Chemistry: a molecular approach. 4.quarta ed.edição Harlow: Pearson, 2021. p.página 367.

Explicação da luz emitida no teste da chama

Quando os átomos de um elemento são colocados na chama, o calor excita alguns elétrons, isto é, faz com que passem para níveis de maior energia. Ao voltarem aos níveis iniciais, liberam energia na formafórma de luz de várias cores, que são características dos átomos de cada elemento; são as cores que aparecem no espectro atômico do elemento. A mistura dessas cores, emitidas simultaneamente por diversos átomos, resulta na cor vista no teste da chama.

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Fogos de artifício

Quando os fabricantes desejam produzir fogos de artifício coloridos, eles misturam à pólvora compostos de certos elementos químicos apropriados.

Para obter a cor amarela, por exemplo, adicionam sódio. Para conseguir o vermelho-carmim, colocam estrôncio. Quando querem o verde-azulado, usam cobre. Desejando o verde, empregam bário.

A cor que um elemento dá aos fogos de artifício é a mesma que ele tem no teste da chama. No momento em que a pólvora explode, a energia liberada na explosão excita os elétrons dessesdêsses átomos. Quando retornam aos níveis de menor energia, liberam luz colorida: exatamente a cor que seria vista no teste da chama.

Luminosos e lâmpadas de gás

Os luminosos de neônio e as lâmpadas de vapor de sódio ou mercúrio são dispositivos de funcionamento similar. Neles, há uma substância em fase gasosa (gás neônio, vapor de sódio e vapor de mercúrio, respectivamente), cujos elétrons são excitados pela energia elétrica. Quando esses elétrons retornam a níveis de menor energia, há a emissão de luz.

Nos luminosos de gás neônio, a luz emitida é vermelha, e, nas lâmpadas de vapor de sódio, é amarela.

Nas lâmpadas de vapor de mercúrio, também conhecidas como lâmpadas fluorescentes, há liberação de quantidade apreciável de ultravioleta, que não é visível. A pintura que reveste tais lâmpadas contém uma substância especial (denominada fluorescente), que absorve o ultravioleta e reemite luz branca, visível.

Teclas e ponteiros fosforescentes

Alguns materiais, quando absorvem ultravioleta ou outras variedades de ondas eletromagnéticas, emitem luz visível. Esse fenômeno é chamado genericamente de luminescência.

Quando a emissão ocorre imediatamente após a absorção, o fenômeno é chamado de fluorescência. Se, por outro lado, a emissão demorar alguns segundos ou até mesmo algumas horas, é denominado fosforescência. As teclas de interruptores e os ponteiros de relógio que brilham no escuro são feitos de materiais fosforescentes. Alguns elétrons são excitados quando esses materiais estão iluminados e, gradualmente, retornam à situação inicial, emitindo luminosidade. Por isso, quando apagamos as luzes, permanecem visíveis durante algum tempo.

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6. Distribuição eletrônica nas camadas

Distribuição eletrônica do hidrogênio ao argônio

Cada uma das camadas eletrônicas pode comportar um diferente número máximo de elétrons. Por exemplo, a primeira das camadas comporta no máximo 2 elétrons, a segunda, no máximo 8, e a terceira, no máximo 18.

Existe uma tendência de os elétrons ocuparem camadas de ener­gia mais baixa. Quando os elétrons estão na situação de menor ener­gia possível, dizemos que o átomo está em seu estado fundamental.

Usando técnicas experimentais adequadas, os cientistas determinaram a distribuição eletrônica em camadas para os átomos dos elementos químicos, ou seja, quantos elétrons há em cada um dos níveis da eletrosfera dos átomos (eletricamente neutros e no estado fundamental). A seguir, veja a distribuição eletrônica dos átomos de hidrogênio (Z = 1) até argônio (Z = 18).

Fonte: BROWNbróun, T. L. et alêti áli. Chemistry: the central science. 15.décima quinta ed.edição Nova York: iórquePearson, 2022. p.página 313.

O átomo de hidrogênio (Z = 1) apresenta 1 próton e 1 elétron. Esse elétron situa-se na primeira camada. No caso do hélio (Z = 2), há dois prótons no núcleo e 2 elétrons na primeira camada. (Os nêutrons presentes situam-se sempre no núcleo, junto com os prótons.)

O átomo de lítio (Z = 3) tem 3 prótons no núcleo e 3 elétrons na eletrosfera, dos quais dois ocupam a primeira camada, preenchendo-a, e o terceiro ocupa a segunda camada. À medida que percorremos a tabela periódica, a cada aumento de uma unidade no número atômico, tem-se aumento de 1 próton no núcleo e de 1 elétron na eletrosfera. Esse elétron adicional tende a ocupar a camada de menor energia que ainda tenha capacidade para comportá-lo. Quando uma camada está preenchida, o elétron adicional ocupa uma nova camada.

Esse raciocínio se aplica bem aos primeiros elementos, até o argônio. A partir daí, observa-se que alguns elétrons ocupam uma camada mais externa, mesmo que a anterior não esteja totalmente preenchida. Isso é explicado por um modelo mais avançado, o modelo de subníveis, que pode ser estudado no Ensino Médio e na Universidade.

Distribuições eletrônicas:

₁H:          K–1

₂Heagá ê:        K–2

₃Liéle i:          K–2 L–1

₄Bebê ê:        K–2 L–2

₅Bbit:          K–2 L–3

₆Ccentésimo:          K–2 L–4

₇N:          K–2 L–5

₈O:          K–2 L–6

₉Féfe:           K–2 L–7

₁₀Neêne ê:       K–2 L–8

₁₁Naêne á:       K–2 L–8 M–1

₁₂Mg:      K–2 L–8 M–2

etc.etcétera

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Distribuição eletrônica dos elementos representativos

O esquema a seguir apresenta a distribuição eletrônica de diversos elementos representativos (grupos 1, 2 e de 13 a 18).

Analise o esquema com atenção. As informações nele contidas serão bastante úteis para evidenciar que existe uma relação entre a distribuição eletrônica de um elemento e sua posição na tabela periódica, ou seja, seu período (linha, horizontal) e seu grupo (coluna, vertical).

Fonte: BROWNbróun, T. L. et alêti áli. Chemistry: the central science. 15.décima quinta ed.edição Nova York: iórquePearson, 2022. p.página 313.

7. Distribuição eletrônica e tabela periódica

Número de camadas eletrônicas e período do elemento

Analisando os dados do esquema anterior, é possível perceber que os elementos do primeiro período (Hagá e Heagá ê) apresentam átomos com uma camada eletrônica, elementos do segundo período (Liéle i, Bbêeê, Bbê, Ccê, Nêne, Oóh, Féfe e Neêne ê) apresentam átomos com duas camadas e assim sucessivamente até os elementos do sétimo período, cujos átomos têm sete camadas.

Concluímos, portanto, que elementos de um mesmo período apresentam átomos com igual número de camadas eletrônicas. Além disso, o número de camadas eletrônicas com elétrons é igual ao número do período do elemento na tabela periódica.

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Camada de valência e grupo do elemento

Pelos dados do esquema reproduzido anteriormente, também é possível perceber que os átomos de elementos de um mesmo grupo (família) apresentam em comum o número de elétrons na última camada.

Os átomos de elementos do grupo 1 apresentam 1 elétron na última camada. A diferença entre a eletrosfera de seus átomos está no número de camadas. O átomo de Hagá (primeiro período) tem uma camada, o de Liéle i (segundo período) duas camadas, o de Naêne á (terceiro período) três camadas etc.etcétera

Os átomos de elementos do grupo 2 têm 2 elétrons na última camada, os do grupo 13 têm 3 elétrons na última camada, os do grupo 14 têm 4 elétrons e assim por diante.

A camada mais externa do átomo de um elemento químico é aquela envolvida diretamente no estabelecimento de união com outro(s) átomo(s). Ela é denominada camada de valência e os elétrons dessa camada são chamados de elétrons de valência.

Elementos de um mesmo grupo (mesma família) da tabela periódica têm o mesmo número de elétrons na camada de valência.

Exceção a isso é o elemento hélio (Zzê = 2). Seus átomos apresentam 2 elétrons na camada de valência, mas ele não é colocado no grupo 2. Suas propriedades não se assemelham às dos elementos daquele grupo, mas sim às dos gases nobres (Neêne ê, Ará érre, Kr, Xexis ê, Rn). Por isso, o hélio é considerado gás nobre e é incluído no grupo 18 da tabela periódica.

Fonte: CHANGXâng, R.; GOLDSBY, K. A. Chemistry. 13 ed.edição Nova Yorkiórque: McGraw-Hill, 2019. p.página 368.

Organização de ideias

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Use o que aprendeu

1. Faça uma lista das utilidades das ondas eletromagnéticas em seu dia a dia. Confronte-a com a de seus colegas e, a seguir, responda: a huma­ni­­dade teria a mesma qualidade de vida se não utilizasse as tecnologias as­so­ciadas às ondas eletromagnéticas? Justifique sua opinião.
2. Na sua opinião, qual dos tipos de onda eletromagnética é o mais útil para você em seu dia a dia? Por quê?
3. Os raios X não são úteis apenas em Medicina. Pesquise e responda qual é a utilidade dos raios X:
   1. na segurança de aeroportos;
   2. na indústria.
4. Em algumas cidades brasileiras existem sensores no pavimento das ruas, es­paçados a intervalos predeterminados, que, pressionados suces­si­vamente pelas rodas de um veículo, permitem avaliar a velocidade dele e, se estiver acima do permitido, fotografá-lo. Algumas pessoas chamam esse dispositivo de “radar”.

Explique por que essa denominação não está correta.

5. Boa parte dos satélites usados em comunicação são geoestacio­nários, ou seja, orbitam ao redor da Terra completando uma volta a cada 24 horas, o que faz com que estejam em órbita sempre sobresôbre uma mesma região. Explique por que é conveniente que um satélite usado em comunicações seja geoestacionário.
6. Pesquise em que época viveu Guglielmo Marconi e qual foi sua contribuição para a humanidade. Como o trabalho de outros cientistas possibilitou essa contribuição? Elabore um pequeno texto explicando que o conhecimento científico é uma produção coletiva. Use argumentos válidos que façam parte de seus conhecimentos e/ou que você tenha pesquisado em fontes confiáveis de informação.
7. O rubídio é um metal alcalino que se encontra no quinto período da tabela periódica. Sem consultar a tabela, é possível dizer quantas camadas eletrônicas apresenta um átomo dessedêsse elemento e quantos elétrons há em sua camada de valência? Justifique sua resposta.
8. O chumbo é o elemento do sexto período, grupo 14. Sem consultar a tabela periódica, é possível prever quantos elétrons há na camada de valência de um átomo de chumbo? Explique.
9. Dois dos elementos químicos representativos muito importantes para a saúde óssea têm as seguintes características: um deles apresenta átomos com quatro camadas eletrônicas e dois elétrons na última delas; os átomos do outro têm três camadas eletrônicas e cinco elétrons na última camada.
   1. Você consegue prever o período e o grupo dessesdêsses elementos na tabela periódica, sem consultar o esquema de distribuições eletrônicas apresentado no texto? Justifique.
   2. Agora, consulte a tabela periódica e diga que elementos são esses.
10. Os átomos de um elemento químico presente em quantidade apreciável no corpo humano apresentam 8 prótons e 8 elétrons (além de nêutrons, é claro).
    1. Qual é a distribuição eletrônica nas camadas dos átomos dessedêsse elemento?
    2. A que grupo da tabela periódica ele deve pertencer?
11. Os átomos de outro elemento químico presente em quantidade apreciável no corpo humano têm 6 prótons e 6 elétrons (e também nêutrons).
    1. Qual é a distribuição eletrônica nas camadas dos átomos dessedêsse elemento?
    2. A que grupo da tabela periódica ele deve pertencer?

Seu aprendizado não termina aqui

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Isso vai para o nosso blog!

A critério do professor, a classe será dividida em grupos e cada um deles criará e manterá um blog na internet sobresôbre a importância do que se aprende em Ciências da Natureza. Nesta atividade, a meta é selecionar informações (acessar, reunir, ler, analisar, debater e escolher as mais relevantes e confiáveis) relacionadas aos tópicos a seguir para incluir no blog.