Estrutura Atômica do Ouro

O ouro foi o primeiro metal amplamente conhecido pelos humanos, pois existe em seu estado natural e pode ser encontrado como pepitas amarelas no leito dos rios. Os egípcios começaram a minerar ouro em 2.000 a.C. Durante séculos, os alquimistas tentaram transformar outros metais, como chumbo ou cobre, em ouro. Se os alquimistas entendessem a reatividade química e a estrutura atômica do ouro, eles teriam entendido que seus esforços eram inúteis.

O ouro é um metal de transição no grupo 11, período 6 da tabela periódica. Seu nome vem da palavra do inglês antigo, geolo (amarelo), mas seu símbolo, Au, vem da palavra latina para ouro, aurum.

Apesar dos muitos esforços dos alquimistas, seus experimentos falharam. Ouro é relativamente não reativo. Ele se dissolve em uma mistura de ácido nítrico e clorídrico, uma solução conhecida como água régia. (Nota histórica: vários cientistas vencedores do prêmio Nobel dissolveram suas medalhas na água régia para evitar o confisco sob o regime nazista).

Para entender a estrutura atômica do ouro, uma compreensão geral da estrutura atômica é necessária. No início do século 20, o cientista dinamarquês Niels Bohr propôs um modelo simples para a estrutura dos átomos que será adequado para visualizar a estrutura atômica do ouro. (Nota histórica: Niels Bohr escondeu os metais de ouro Nobel dissolvidos em seu laboratório durante a Segunda Guerra Mundial.)

Em termos gerais, um núcleo é o carregado positivamente centro de um átomo contendo prótons e nêutrons. Os prótons e nêutrons são chamados coletivamente de núcleons. A terceira partícula subatômica principal de um átomo, os elétrons, está localizada fora do núcleo.

UMA próton é uma partícula subatômica com massa de 1,67 x 10^-24 gramas, definido como 1 unidade de massa atômica, e tem uma carga positiva +1. É o número de prótons no núcleo que define o elemento; por exemplo, um elemento com dois prótons será o hélio. À medida que o número de prótons muda no núcleo, o identidade do elemento alterar.

UMA nêutron é uma partícula subatômica com massa 1,67 x 10^-24 gramas, definido como 1 unidade de massa atômica, e tem uma carga neutra. Como o número de nêutrons muda dentro do núcleo, a identidade do elemento permanece a mesma. Uma mudança no número de nêutrons no núcleo denota um isótopo do mesmo elemento.

Elétrons estão fora do núcleo e têm carga negativa, -1. Sua massa é tão pequena que é considerada insignificante.

Niels Bohr propôs que os elétrons viajem ao redor do exterior do núcleo em caminhos chamados de órbitas. Bohr postulou que esses orbitais não são aleatórios, e esses níveis determinados denotam a que distância do núcleo os elétrons são encontrados.

Com uma compreensão básica da estrutura atômica, o átomo de ouro pode ser visualizado.

Lembre-se de que o número de prótons determina a identidade do elemento. Ouro tem 79 prótons em seu núcleo. Em uma tabela periódica, o número atômico, geralmente o número localizado acima do símbolo desse elemento, corresponde ao número de prótons desse elemento.

Para encontrar o número de nêutrons presentes, localize a massa atômica desse elemento (geralmente localizada abaixo do símbolo). O ouro tem uma massa de 197 unidades de massa atômica. Subtraia o número de prótons da massa atômica. Para ouro, 197 - 79 = 118. Ouro tem 118 nêutrons.

O núcleo de Gold, então, contém 79 prótons e 118 nêutrons. Os nêutrons adicionais reduzem a repulsão entre os prótons carregados positivamente. As forças nucleares unem o núcleo.

Ouro também tem 79 cobrado negativamente elétrons; estes irão equilibrar os 79 prótons carregados positivamente. Esses elétrons existirão em determinados orbitais ao redor do núcleo. Cada orbital pode conter uma certa quantidade de elétrons.

Ouro, no período 6 da tabela periódica, tem seis níveis de energia. Os 79 elétrons preencherão os orbitais nesses níveis de energia de acordo com a quantidade que cada orbital pode conter. Do primeiro ao sexto nível de energia, o número de elétrons que cabem em cada nível de energia pode ser calculado usando 2n², onde n é o nível de energia.

Usando 2n² o primeiro nível de energia, n = 1, é 2 (1)²; ou pode conter 2 elétrons. Os primeiros seis níveis de energia podem conter 2, 8, 18, 32, 50 e 72 elétrons, respectivamente. O ouro, sendo uma anomalia para o preenchimento de elétrons, preencherá os níveis do nível de energia mais baixo ao mais alto, e os números de elétrons são 2, 8, 18, 32, 18 e 1. Um diagrama pode ser criado com seis círculos concêntricos ao redor de um núcleo e o número de elétrons acima em cada anel.