Química · 8.ª–12.ª classe
O que é um átomo?
Resposta curta
O átomo é a unidade básica da matéria que conserva as propriedades de um elemento químico. É formado por um núcleo (protões e neutrões) rodeado por eletrões. Tudo o que existe à nossa volta — a água, o ar, o ferro, o sal — é feito de átomos.
Definição e características
Um átomo é uma partícula tão pequena que não se vê, nem com um microscópio ótico comum. O seu diâmetro é da ordem de 10⁻¹⁰ m (um décimo de nanómetro). Para ter uma ideia, numa linha de um milímetro cabem milhões de átomos lado a lado.
O que caracteriza um átomo é o seu número atómico (Z), isto é, o número de protões no núcleo. Todos os átomos com o mesmo Z pertencem ao mesmo elemento químico: um átomo com 6 protões é sempre carbono; um átomo com 8 protões é sempre oxigénio.
As três partículas do átomo
| Partícula | Carga elétrica (relativa) | Massa (aprox.) | Onde está |
|---|---|---|---|
| Protão | +1 | 1 u | no núcleo |
| Neutrão | 0 (neutro) | 1 u | no núcleo |
| Eletrão | −1 | cerca de 1/1836 do protão | em redor do núcleo (eletrosfera) |
(u = unidade de massa atómica.)
Daqui resultam três ideias importantes:
- Num átomo neutro, o número de protões é igual ao número de eletrões, por isso as cargas anulam-se.
- A massa do átomo está quase toda no núcleo, porque os eletrões são muito mais leves.
- O núcleo é minúsculo comparado com o átomo: o seu diâmetro é dezenas de milhares de vezes menor. A maior parte do átomo é espaço onde se movem os eletrões.
Como se organiza
Os eletrões ocupam níveis de energia (camadas) em redor do núcleo. Os eletrões da camada mais exterior, os eletrões de valência, são os que participam nas ligações químicas e por isso determinam o comportamento químico do elemento.
Como a ideia de átomo evoluiu
A palavra "átomo" vem do grego e significa "indivisível". Hoje sabe-se que o átomo tem partes, mas o nome ficou. Os modelos foram mudando à medida que surgiam novas experiências:
| Modelo | Quando | Ideia central |
|---|---|---|
| Dalton | início do século XIX | o átomo é uma esfera maciça e indivisível |
| Thomson | 1897 (descoberta do eletrão) | o átomo tem eletrões (carga negativa) dentro de uma massa positiva |
| Rutherford | 1911 | a carga positiva e quase toda a massa estão num núcleo pequeno; os eletrões estão fora dele |
| Bohr | 1913 | os eletrões ocupam níveis de energia bem definidos |
| Modelo quântico | a partir dos anos 1920 | os eletrões são descritos por zonas de probabilidade (orbitais), a "nuvem eletrónica" |
O neutrão só foi identificado em 1932, por James Chadwick. O modelo mais usado no ensino secundário é uma combinação do modelo de Rutherford e do modelo de Bohr, completada com a ideia de orbitais.
Exemplos do quotidiano
Exemplo 1 — Átomos na água
Enunciado: Uma molécula de água tem a fórmula H₂O. Quantos átomos tem e de que elementos?
Resolução:
- O símbolo H representa o hidrogénio e o índice 2 indica dois átomos.
- O símbolo O representa o oxigénio; sem índice, conta-se um átomo.
- Total: 2 + 1 = 3 átomos.
Resposta: a molécula de água tem 3 átomos: dois de hidrogénio e um de oxigénio.
Exemplo 2 — Átomo, elemento e substância
Enunciado: O sal de cozinha é cloreto de sódio (NaCl). Que átomos o formam?
Resolução:
- Na é o símbolo do sódio (Z = 11) e Cl é o do cloro (Z = 17).
- O sal é formado por átomos (na verdade, iões) de sódio e de cloro, na proporção de 1 para 1.
Resposta: átomos de sódio e de cloro. Repare que nenhuma das duas substâncias de partida (sódio metálico e gás cloro) tem as propriedades do sal: ao combinarem-se, os átomos formam uma substância nova.
Exemplo 3 — Nível de exame: identificar o elemento
Enunciado: Um átomo neutro tem 12 eletrões. Quantos protões tem, e qual é o elemento?
Resolução:
- Num átomo neutro, protões = eletrões, logo tem 12 protões.
- Z = 12 corresponde ao magnésio (Mg), na tabela periódica.
Resposta: 12 protões; o elemento é o magnésio.
Erros e confusões frequentes
- "O átomo é a menor partícula que existe." Falso: o átomo é feito de protões, neutrões e eletrões, e estes, por sua vez, têm estrutura própria (os protões e neutrões são feitos de quarks).
- Confundir átomo com molécula. A molécula é um grupo de dois ou mais átomos ligados (H₂O, O₂, CO₂).
- Confundir átomo com célula. A célula é a unidade básica dos seres vivos e é enormemente maior do que um átomo; é feita de biliões de átomos.
- Pensar que os eletrões giram em órbitas como os planetas. É uma imagem simplificada (modelo de Bohr). No modelo atual, descrevem-se regiões onde é provável encontrar o eletrão.
- Achar que o átomo é maciço. É sobretudo espaço "vazio" de matéria, com um núcleo muito pequeno no centro.
- Dizer que átomos do mesmo elemento são sempre iguais. Têm o mesmo número de protões, mas podem ter números diferentes de neutrões (isótopos).
Exercícios propostos
1Exercício 1
Complete a tabela: (a) a partícula de carga positiva; (b) a partícula de carga negativa; (c) a partícula sem carga; (d) as duas partículas que estão no núcleo.
Ver solução
(a) Protão; (b) eletrão; (c) neutrão; (d) protões e neutrões.
2Exercício 2
Um átomo tem 17 protões. Qual é o elemento e quantos eletrões tem se o átomo for neutro?
Ver dica
O número de protões é o número atómico.
Ver solução
Z = 17 corresponde ao cloro (Cl). O átomo neutro tem 17 eletrões.
3Exercício 3
Quantos átomos há numa molécula de CO₂? E em H₂SO₄?
Ver solução
CO₂: 1 + 2 = 3 átomos (um de carbono e dois de oxigénio). H₂SO₄: 2 + 1 + 4 = 7 átomos (dois de hidrogénio, um de enxofre e quatro de oxigénio).
4Exercício 4
Diga se é verdadeira ou falsa e corrija se necessário: «A massa do átomo está concentrada nos eletrões.»
Ver solução
Falsa. A massa do átomo está quase toda no núcleo (protões e neutrões), porque cada eletrão tem cerca de 1/1836 da massa de um protão.
5Exercício 5
Explique porque é que um átomo neutro não tem carga elétrica, apesar de ter protões e eletrões.
Ver solução
Porque o número de protões (carga +1 cada) é igual ao número de eletrões (carga −1 cada). As cargas positivas e negativas compensam-se, e a carga total é zero.
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre átomo e molécula?
O átomo é a partícula básica de um elemento (por exemplo, um átomo de oxigénio, O). A molécula é um conjunto de átomos ligados entre si (por exemplo, O₂ ou H₂O).
Pode ver-se um átomo?
Não se vê com a vista nem com um microscópio ótico. Existem instrumentos especiais, como o microscópio de efeito de túnel e o microscópio de força atómica, que permitem obter imagens de átomos, mas são imagens construídas a partir de medições, e não fotografias comuns.
Para que serve estudar o átomo?
Para compreender como se formam as substâncias, porque é que os elementos reagem uns com os outros e como funciona a tabela periódica. Está por trás da química, da eletricidade, dos materiais e da energia nuclear.
Que erros se cometem mais sobre o átomo?
Dizer que é a menor partícula que existe, confundi-lo com a molécula e imaginar os eletrões a girar como planetas. Veja "Erros e confusões frequentes".
Resumo
- O átomo é a unidade básica de um elemento químico: núcleo (protões + neutrões) e eletrões em redor.
- Protão +1, neutrão 0, eletrão −1; num átomo neutro, protões = eletrões.
- O número atómico Z (número de protões) identifica o elemento.
- A massa está quase toda no núcleo; o átomo é sobretudo espaço onde se movem os eletrões.
- Modelos: Dalton → Thomson → Rutherford → Bohr → modelo quântico.
- Não confundir átomo, molécula e célula.
Onde aprofundar
- O manual de Química da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- A tabela periódica e a nomenclatura da IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada).
- O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), capítulo sobre a estrutura do átomo.
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