Mutações gênicas e agentes mutagênicos resumo

Mutações gênicas

 Mutações são mudanças na sequência dos nucleotídeos do material genético de um organismo. Mutações podem ser causadas por erros de copia do material durante a divisão celular, por exposição a radiação ultravioleta ou ionizante, mutagênicos químicos, ou vírus. A célula pode também causar mutações deliberadamente durante processos conhecidos como hiper-mutação.  Em organismos multicelulares, as mutações podem ser divididas entre mutação de linhagem germinativa, que pode ser passada aos descendentes, e mutações somáticas, que não são transmitidas aos descendentes em animais. Em alguns casos, plantas podem transmitir mutações somáticas aos seus descendentes, de forma assexuada ou sexuada (em casos em que as gemas de flores se desenvolvam numa parte que sofreu mutação somática). Assim, essa classificação é pouco eficiente para plantas, se ajustando melhor a animais. Uma nova mutação que não foi herdada de nenhum dos pais é chamada de mutação de novo. A fonte da mutação não se relaciona com seus efeitos, apesar de seus efeitos estarem relacionados com quais células são afetadas pela mutação.

Mutações geram variações no conjunto de genes da população. Mutações desfavoráveis (ou deletérias) podem ter sua frequência reduzida na população por meio da seleção natural, enquanto mutações favoráveis (benéficas ou vantajosas) podem se acumular, resultando em mudanças evolutivas adaptativas. Por exemplo, uma borboleta pode produzir uma prole com novas mutações. A maioria dessas mutações não terá efeito. No entanto, uma delas pode mudar a cor dos descendentes desse indivíduo, tornando-os mais difíceis (ou fáceis) de serem vistos por predadores. Se essa mudança de cor for vantajosa, a chance dessa borboleta sobreviver e produzir sua própria prole será um pouco maior, e com o tempo o número de borboletas com essa mutação constituir formar uma maior proporção da população.

Mutações neutras são definidas como mutações cujos efeitos não influenciam a aptidão dos indivíduos. Essas mutações podem se acumular ao longo do tempo devido à deriva genética. Acredita-se que a imensa maioria das mutações não tem efeito significativo na aptidão dos organismos. Essa teoria neutralista foi desenvolvida por Motoo Kimura em seu livro "The Neutral Theory of Molecular Evolution". Além disso, mecanismos de reparo de DNA são capazes de corrigir a maior parte das mudanças antes que elas se tornem mutações permanentes, e muitos organismos têm mecanismos para eliminar células somáticas que sofreram mutações.

As mutações são consideradas o mecanismo que permite a ação da seleção natural, já que insere a variação genética sobre a qual ela irá agir, fornecendo as novas características vantajosas que sobrevivem e se multiplicam nas gerações subsequentes ou as características deletérias que desaparecem em organismos mais fracos.

Agente Mutagênico

Agente mutagênico é todo tipo de agente que quando exposto às células apresenta capacidade de gerar mutação. Em outras palavras, um dano no material genético (DNA) que não sofre reparação no processo de replicação celular, sendo passado para os descendentes.

Os agentes mutagênicos podem ser de três tipos:

• Agentes químicos: diversas substâncias consideradas cancerígenas, que desempenham seu papel alterando as ligações químicas, ou até mesmo substituindo nucleotídeos normais por moléculas similares. Radicais livres também catalisam reações químicas prejudiciais ao DNA.
• Agentes físicos: dentro desse grupo encontram-se a radiação ionizante e o raio UVC capazes de danificar as ligações químicas entre os nucleotídeos (neste caso, as mutações ocorrem raramente, pois a destruição da cadeia de DNA normalmente resulta na morte celular) e UVB (espectro absorvido pelo DNA).
• Agentes biológicos: neste caso é a ação de vírus e bactérias, responsáveis por inocular parte de seu DNA na célula que estão hospedando, casualmente integrando-a a cadeia de DNA do hospedeiro. Também podem ocorrer mutações devido a falhas genéticas.

Embora os agentes mutagênicos apresentem efeitos nocivos às células humanas, muitos são usufruídos pela ciência. Bactérias e vírus são utilizados pela engenharia genética esperando-se obter seres transgênicos, operando como vetores de genes criados em laboratório a serem inseridos no organismo a ser modificado. Determinadas bactérias mutagênicas são usadas no procedimento de quimioterapia, em diminutas quantidades, agindo sobre neoplasias, sem grandes consequências para o organismo. Igualmente, outros agentes, como radiação ionizante, também são utilizados em tratamentos, como é o caso do combate a neoplasias por meio de radioterapia. Outro tipo de radiação ionizante, o raio-x, também é amplamente utilizado na medicina.

A lei federal do Brasil, número 11.105 de março de 2005, assegura que organismos mutagênicos são distintos de organismos transgênicos. A mutagênese é responsável por alterar alguns pares de base de um gene existente, já a transgenia introduz inúmeros pares de bases, genes completos que anteriormente não estavam presentes naquela determinada espécie, oriundo de um organismo doador.

Fontes:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Agente_mutagênico
http://www.ufv.br/dbg/labgen/mut.html
http://www.infopedia.pt/$agentes-mutagenicos
http://pessoal.utfpr.edu.br/luciaregi/arquivos/unidade4_MUTAG_CARCINOG.pdf

Questões

1) (Unicamp 2001) Desde 1995 alguns estados norte-americanos estão excluindo o ensino da teoria de evolução biológica dos seus currículos escolares alegando, entre outras razões, que ninguém estava presente quando a vida surgiu na Terra. Alguns cientistas defendem a teoria da evolução argumentando que, se é necessário "ver para crer", então não poderemos acreditar na existência dos átomos, pois estes também não podem ser vistos.

(Adaptado da "ISTO É", 25/08/1999.)

a) Apresente três evidências que apóiam a teoria da evolução biológica.

b) A mutação gênica é considerada um dos principais fatores evolutivos. Por quê? 

2) (Unesp 2003) A respeito das mutações gênicas, foram apresentadas as cinco afirmações seguintes:

I. As mutações podem ocorrer tanto em células somáticas como em células germinativas.

II. Somente as mutações ocorridas em células somáticas poderão produzir alterações transmitidas à sua descendência, independentemente do seu sistema reprodutivo.

III. Apenas as mutações que atingem as células germinativas da espécie humana podem ser transmitidas aos descendentes.

IV. As mutações não podem ser espontâneas, mas apenas causadas por fatores mutagênicos, tais como agentes químicos e físicos.V. As mutações são fatores importantes na promoção da variabilidade genética e para a evolução das espécies.

Assinale a alternativa que contém todas as afirmações corretas.

a) I, II e III.

b) I, III e V.

c) I, IV e V.

d) II, III e IV.

e) II, III e V. 

3) (Unicamp 98) O metabolismo celular é controlado por uma série de reações em que estão envolvidas inúmeras proteínas. Uma mutação gênica pode determinar a alteração ou a ausência de algumas dessas proteínas, levando a mudanças no ciclo de vida da célula.

a) Explique a relação que existe entre gene e proteína.

b) Por que podem ocorrer alterações nas proteínas quando o gene sofre mutação?

c) Em que situação uma mutação não altera a molécula protéica? 

4) (UERJ) As mutações representam um importante mecanismo evolutivo para os organismos.Uma das conseqüências deste fenômeno está descrita na seguinte alternativa:

a) limitação da diversidade biológica

b) criação de novas variantes de seres vivos

c) extinção de espécies nocivas ao ambiente

d) produção exclusiva de alterações benéficas. 

5) (Cesgranrio 97) Analise as afirmativas a seguir, a respeito das mutações.

I - Sempre que o ambiente se torna desfavorável, o ser vivo reage sofrendo uma mutação gênica.

II - As mutações transmitidas às gerações futuras são aquelas que ocorrem em células germinativas.

III - As mutações ocorridas em células somáticas são de grande valor adaptativo para a perpetuação da espécie

Está(ão) correta(s):

a) I apenas

b) II apenas.

c) III apenas.

d) I e II apenas.

e) II e III apenas. 

6) (Unirio 95) A respeito das mutações, leia as afirmações a seguir.

I - Ocorrem para adaptar o indivíduo ao ambiente.

II - Ocorrem em células sexuais e somáticas.

III - Podem alterar o número, a forma e o tamanho dos cromossomos.

A(s) afirmação(ões) correta(s) é(são):

a) somente a II.

b) somente a I e a II.

c) somente a I e a III.

d) somente a II e a III.

e) a I, a II e a III.  

7) O que é mutação genética? 

8) Por que a freqüência de mutações é baixa?

9) Comente sobre agentes mutagênicos.

10) O processo de mutação é benéfico ou maléfico?

11) O daltonismo tem herança ligada ao X. Um indivíduo anormal, com cariótipo 47, XXY, era daltônico. Seus genitores tinham visão normal para cores.

 

a) Qual genitor formou o gameta com 24 cromossomos? Explique.

b) O erro correu na primeira ou na segunda divisão da meiose? Explique.

  

12) Quais são os fenômenos biológicos responsáveis pela formação de organismos adultos haplóides? Dê exemplos.

13) (PUC-RIO 2010) Como consequência de uma mutação hipotética em uma molécula de RNA mensageiro, podemos esperar que ocorram diversas mudanças, à exceção de alterações:

a) na transcrição reversa desse RNA para DNA.

b) na autoduplicação do DNA que o originou

c) na tradução dessa molécula de RNA

d) moleculares em proteínas estruturais originadas desse RNA.

e) funcionais em proteínas enzimáticas originadas desse RNA.

 

14) As mutações podem ser induzidas por agentes físicos e químicos, denominados genericamente de:

a) Agentes gênicos

b) Agentes mutagênicos 

c) Agentes Alelos

d) Agentes evolutivos

e) Agentes mutantes.

15) São alterações do código bases nitrogenadas do DNA, que originam novas versões de genes:

a) Evolução

b) Mutação 

c) Homozigoto

d) mitose

e) fecundação

Gabarito:

1) . a) Evidências da evolução biológica:

- fósseis;

- bioquímica comparada;

- existência de estruturas vestigiais;

- homologias;

- embriologia comparada.
b) A mutação gênica é a fonte de novos genes, o que determina a variabilidade dentro dos grupos biológicos, sobre a qual age a seleção natural.
2) B
3) a) Gene é um segmento do DNA localizado nos cromossomos. Possui um código químico representado por sequencias de bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina e timina). Cada trinca de bases é capaz de codificar um aminoácido de uma proteína. A seqüência de trincas determinará a seqüência dos aminoácidos de um polipeptídeo.
b) Mutações são modificações na seqüência ou na composição das bases do DNA (gene) que podem causar a produção de uma proteína alterada, ou mesmo a não produção da proteína.
c) A substituição de uma base nitrogenada no DNA pode não causar nenhuma alteração na proteína produzida pela célula porque o código genético é degenerado, ou seja, um mesmo aminoácido pode ser codificado por diferentes trincas de bases.
4) B
5) B
6) D
7) Qualquer modificação súbita ou hereditária no genoma de um organismo.
8) Porque o DNA possui um sistema de reparo, ação da exonuclease e também porque a constituição do genoma humano é 97% de áreas não codificantes (íntrons) e 3%  codificantes (éxons).
9) É todo agente físico, químico ou biológico que, em exposição às células, pode causar mutação, ou seja, um dano na molécula de DNA que não é reparado no momento da replicação celular, e é passado para as gerações seguintes.

Os agentes mutagênicos podem ser:

•            Físicos: radiação ionizante e raios UVC, capazes de destruir as ligações químicas ente os nucleotídeos (mutações são mais raras nesses casos, pois a destruição da cadeia de DNA geralmente provoca a morte celular), e UVB, cujo espectro é absorvido pelo DNA. OS danos destes agentes são grandemente amplificados em presença de água e oxigênio;

•            Químicos: inúmeras substâncias ditas cancerígenas, que atuam danificando ligações químicas, ou mesmo substituindo nucleotídeos normais por moléculas análogas. Radicais livres também atuam catalizando reações químicas danosas ao DNA;

•            Biológicos: ação de vírus e bactérias, que injetam parte de seu DNA na célula hospedeira, ocasionalmente integrando-a à cadeia de DNA do hospedeiro. Também podem haver mutações por falhas de ordem genética.

Apesar do efeito nocivo às células humanas, vários agentes mutagênicos são aproveitados pela ciência. Vírus e bactérias são usados na engenharia genética para a obtenção de seres transgênicos, atuando como vetores de genes sintetizados em laboratório a serem injetados no organismo a ser modificado. Algumas substâncias mutagênicas são utilizadas na quimioterapia, em quantidades mínimas, atuando sobre tumores sem causar grandes danos ao organismo. Da mesma forma, radiações ionizantes (como raios alfa) também são empregadas no combate a tumores através da radioterapia. Outra radiação ionizante, o Raio X é largamente utilizado na medicina.
10) geralmente responsável pela a introdução e manutenção da diversidade genética na população. Ela trabalha alterando arbitrariamente um ou mais componentes de uma estrutura escolhida entre a descendência, logo após o cruzamento, fornecendo dessa forma meios para a introdução de novos elementos na população. Assim, a mutação assegura que a probabilidade de se chegar a qualquer ponto do espaço de busca nunca será zero. Depende muito do grau e de como ocorre à mutação. Nem toda mutação é para o mal, pois algumas mutações leves podem nos tornar resistente contra um determinado microorganismo por exemplo, ou para melhor evoluirmos, como por exemplo a ausência, em algumas pessoas do terceiro molar (ciso) na sua formação dentária.
11) a) A mãe, portadora do gene para daltonismo (d) situado no cromossomo X.

       b) Ocorreu na segunda divisão.

12) Meiose inicial (algas e fungos) e partenogênese (abelhas). 

13) B

14) B

15) B

Átomos, elemento, matéria, molécula e composto

O que é um Átomo ?

Todas as substâncias são feitas de matéria e a unidade fundamental da matéria é o átomo. O átomo constitui a menor partícula de um elemento. 

Estrutura do átomo

Um átomo é formado por um centro, que é fixo, chamado núcleo. É também formado por uma parte exterior com elétrons que giram à sua volta a uma grande velocidade. Estes elétrons formam camadas que ficam dispostas ao redor do núcleo, camadas essas que formam a nuvem eletrônica.

O núcleo do átomo é constituído por partículas positivas – os prótons e por partículas negativas – os nêutrons.

Na figura abaixo temos o exemplo de um átomo de sódio. No centro podemos ver o núcleo com o limite a tracejado, contendo no seu interior os prótons de cor azul (cargas positivas), e os nêutrons de cor verde (sem carga). Ao redor do núcleo vemos as várias camadas ou nuvens eletrônicas (K, L, M) contendo cada uma um determinado número de elétrons de cor vermelha (de carga negativa).

Estas camadas, ou órbitas, são denominadas com letras, começando do interior com a letra K, passando à camada seguinte com a letra L, depois a letra M e assim sucessivamente.

Nas camadas ou órbitas à volta do núcleo, cada uma delas tem um limite máximo de elétrons que pode suportar.

Sendo assim, o número máximo de elétrons que cada órbita pode suportar é de:

Primeira órbita (K) = até 2 elétrons
Segunda órbita (L)= até 8 elétrons
Terceira órbita (M) = até 18 elétrons (caso não seja a última órbita ou órbita de valência)
Quarta órbita (N) = até 32 elétrons (caso não seja a última órbita ou órbita de valência)

Como já disse, os elétrons são as partículas que giram à volta do núcleo. Na camada, ou órbita, mais afastada do núcleo, ou seja, na última camada exterior, giram também electrões, que recebem o nome de elétrons de valência. Nesta última camada, o limite máximo de electrões de valência é sempre de oito electrões.

Na figura podemos ver dois átomos. À esquerda o átomo de germânio e à direita o átomo de silício. Temos as várias camadas da nível eletrônica dispostas à volta do núcleo.
Dentro do núcleo temos, no caso do germânio, 32 cargas positivas – os prótons e no silício 14 prótons. Os nêutrons não são apresentados por terem carga neutra e serem praticamente irrelevantes. Cada um deles tem o mesmo número de prótons e elétrons e ambos têm também 4 elétrons de valência – elétrons da camada exterior.

Em eletrônica os elétrons com mais importância são os de elétrons de valência (os da camada exterior), já que estes são os que têm mais facilidade em se separar de um átomo para se unir a outro.

Modelos Atômicos

Modelo de Dalton (bola de bilhar) – 1803

Para John Dalton, a teoria de Leucipo e Demócrito era bastante coerente. Segundo este modelo, os átomos eram as menores partículas possíveis, assumiam formas esféricas e possuíam massa semelhante caso fossem correspondentes ao mesmo elemento químico.

Modelo de Thomson (pudim de passas) – 1897

Através da descoberta do elétron (partícula constituinte do átomo com carga elétrica negativa), o modelo de Dalton ficou defasado. Assim, com os estudos de Thomson, um novo modelo foi idealizado.

De acordo com este novo modelo, o átomo era uma esfera maciça de carga elétrica positiva incrustada com elétrons. Tornando-se assim eletricamente neutro.

Modelo de Rutherford-Bohr (sistema planetário) – 1908/1910

Rutherford ao bombardear partículas alfa sobre uma lâmina de ouro percebeu que a maioria atravessava a lâmina. Enquanto que uma menor parte sofria pequeno desvio, e uma parte ínfima sofria grande desvio contrário à trajetória.

A partir desse experimento, foi possível perceber que os átomos não eram maciços como se pensava, mas dotados de grande espaço vazio. Assim como, que eram constituídos por um núcleo carregado positivamente e uma nuvem eletrônica carregada negativamente. Essa nuvem eletrônica era composta por elétrons que giravam em órbitas elípticas ao redor do núcleo (assim como os planetas ao redor do sol).

Também constatou-se que a maior parte da massa de um átomo se concentra no núcleo (que rebatia as partículas alfa no sentido contrário do bombardeio).

Mas ainda havia um enigma: De acordo com a teoria das ondas eletromagnéticas, os elétrons ao girarem em torno do núcleo perderiam gradualmente energia, começariam a descrever um movimento helicoidal, e simplesmente cairiam no núcleo. Mas, como isso pode acontecer se os átomos são estruturas estáveis?

Dois anos após Rutherford ter exposto o seu modelo atômico, Niels Bohr o aperfeiçoou. A teoria de Bohr pode ser fundamentada em três postulados:

1)      Os elétrons descrevem, ao redor do núcleo, órbitas circulares com energia fixa e determinada. Sendo denominadas órbitas estacionárias;

2)      Durante o movimento nas órbitas estacionárias, os elétrons não emitem energia espontaneamente;

3)      Quando um elétron recebe energia suficiente do meio externo, realiza um salto quântico: migra entre dois orbitais. E, como tende a voltar ao orbital inicial, a energia recebida é emitida na mesma quantidade para o meio. Sendo essa energia (recebida e emitida) a diferença energética entre os dois orbitais.

Apesar de bastante difundida no ensino médio, o modelo atômico de Rutherford-Bohr é, em parte, ineficiente. Pois:

• Os elétrons, na prática, não realizam trajetórias circulares ou elípticas ao redor do núcleo;
• Não deixa claro o porquê de os elétrons não perderem energia durante seu movimento;
• Não explica a eletrosfera de átomos que possuem muitos elétrons.

Assim, o modelo atômico ideal está sendo obtido a cada dia em que se descobrem mais informações acerca da estrutura íntima da matéria.

NÚMERO ATÔMICO E NÚMERO DE MASSA

Tomando o modelo de Rutherford–Bohr como objeto de estudo, podemos definir alguns tópicos básicos que vão nortear nossos estudos.

a) Número atômico (Z): n.° de prótons (P) no núcleo de um átomo.

O número atômico caracteriza um elemento químico.

b) Número de massa (A): O número de massa é a soma dos prótons (P) e nêutrons (N) do núcleo de um átomo.

A = P + N ou A = Z + N

Um átomo (X) será representado assim:

^A_zX ou _zX^A

c) Átomo neutro – Aquele em que o número de prótons é igual ao número de elétrons.

Exemplo: ₁₁Na²³ e ₈O¹⁶

d) Íon: espécie química cujo número de prótons é diferente do número de elétrons.

Os cátions são formados por retiradas de um ou mais elétrons da eletrosfera de um átomo: íon carregado positivamente.

Exemplos:

²³₁₁Na¹⁺ = perdeu 1 elétron

³⁵₁₇Cl^1- = ganhou 1 elétron

Os ânions são formados quando adicionamos um ou mais elétrons à eletrosfera de um átomo: íon carregado negativamente.

Exemplos:

¹⁶₈O^2- = ganhou 2 elétrons

³⁵₁₇Cl^1- = ganhou 1 elétron

e) Isótopos – Átomos com o mesmo número atômico (número de prótons) e diferentes números de massa. Pertencem ao mesmo elemento químico. Os isótopos possuem propriedades químicas iguais e propriedades físicas diferentes.

Exemplo: 
¹₁H = Prótio ou hidrogênio leve

²₁H = Deutério

³₁H = Trítio

f) Isóbaros – Átomos com o mesmo número de massa (A). Os isóbaros possuem propriedades químicas e físicas diferentes.

Exemplo:

₄₀¹⁹K e ₄₀²⁰Ca

Isótonos – Átomos com o mesmo número de nêutrons (N). Os isótonos possuem propriedades físicas e químicas diferentes.

Exemplo:

³⁷₁₇Cl e ⁴⁰₂₀Ca

h) Isoeletrônicos – Espécies químicas com o mesmo número de elétrons. Os isoeletrônicos possuem propriedades físicas e químicas diferentes.

Exemplo:

₁₅P³ – e ₂₀Ca²⁺ : ambos com 18 elétrons.

Peso Atômico (ou massa atômica relativa) de um elemento é o número de vezes que um átomo daquele elemento é mais pesado que um átomo de hidrogênio. O peso atômico do hidrogênio é tomado como sendo a unidade .

O que é matéria ?

Tudo aquilo que nos rodeia e ocupa um certo espaço tem o nome de matéria.

A parte mais pequena da matéria, que contém as mesmas características da mesma matéria tem o nome de molécula.

O que é uma Molécula ?

Uma molécula é formada quando átomos do mesmo ou diferentes elementos se combinam. A molécula é a menor partícula de uma substância que pode normalmente existir de maneira independente.

Exemplos:

• Dois átomos de oxigênio se combinam para formar uma molécula de oxigênio [O₂].
• Um átomo de carbono se combina com dois átomos de oxigênio para formar uma molécula de dióxido de carbono [CO₂].

O que é um Composto ?

Um composto é formado quando átomos ou moléculas de diferentes elementos se combinam. Em um composto, os elementos estão quimicamente combinados em uma proporção fixa.
Exemplos:

• Hidrogênio e oxigênio são combinados na proporção fixa de 2:1 para formar o composto água [H₂O].
• Carbono e oxigênio são combinados na proporção fixa de 1:2 para formar o composto dióxido de carbono [CO₂].

ELEMENTOS E A TABELA PERIÓDICA:

Todos os corpos são naturalmente constituídos por moléculas e estas constituídas por átomos. Estes átomos, ou elementos, em determinadas quantidades e formas dão origem aos compostos da natureza, desde ao composto mais simples como a água, por exemplo, até a compostos super complexos, como o ser humano.

Afim de organizar os átomos pela sua carga nuclear, a carga do núcleo, que como já vimos é constituída por partículas de carga positiva e de carga neutra, foi criada a tabela periódica que apresento já de seguida:

Tabela periódica dos Elementos

Como podemos verificar os elementos estão, entre outras organizações, organizados pelo seu número atômico ou carga nuclear
(número de protões do núcleo) – assinalados na figura com um círculo a amarelo. O H (hidrogênio) tem número atômico = 1,
o He (hélio) número atômico = 2,
o Li (lítio) número atômico = 3 e assim sucessivamente.

A tabela periódica também ordena os elementos pela quantidade de electrões distribuídos nas suas órbitas. Quero dizer com isto que os elementos da primeira linha (as linhas são sempre as horizontais e as colunas as verticais), têm todos só uma nuvem eletrônica, os da segunda linha, duas nuvens eletrônicas e assim sucessivamente. No que diz respeito às colunas, os da coluna I (vertical) têm todos só um electrão de valência, os da coluna II, dois electrões de valência, os da coluna III, três electrões de valência e assim sucessivamente. Todas estas características são válidas para todos os elementos, excepto para o Hélio (He).

Além de todas estas organizações da tabela periódica, há a salientar também a organização dos elementos pelas suas características de condutibilidade, ou seja, os elementos mais ou menos condutores de eletricidade. Sendo assim, e para exemplificar o que foi dito tanto no parágrafo anterior (sobre as nuvens eletrônicas e os electrões de valência), tal como para mostrar a organização dos elementos por condutibilidade, mostro a seguir um excerto da tabela periódica:

Tabela Periódica com os Electrões e as Órbitas

Verificando os elementos das linhas 1, 2, 3, pode-se dizer que todos os elementos da linha 2 têm duas nuvens eletrônicas, os da linha 3 têm três nuvens eletrônicas, e assim sucessivamente.Verificando agora as colunas, podemos constatar que os elementos da coluna I, o Lítio e o Sódio por exemplo, têm 1 electrão na última camada eletrônica. Os da coluna II, o Berílio e o Magnésio por exemplo, têm dois electrões de valência, e assim sucessivamente.

Podemos ainda classificar os elementos da Tabela Periódica em três grandes grupos (excluindo o Hidrogênio que tem uma posição especial entre todos os elementos):

- Metais – São os elementos das colunas I, II e III. São bons condutores eléctricos como se pode depreender do nome que têm. Como têm poucos electrões de valência, estes cedem facilmente esses poucos electrões.

- Não Metais – São os elementos das colunas IV, V e VI. Como o nome sugere, são maus condutores de eletricidade por conterem mais do que 4 electrões de valência.

- Gases Nobres – São os elementos da coluna VIII.

Além destes três grandes grupos temos ainda os metaloides que são elementos com propriedades entre os metais e os não-metais. Estes elementos estão localizados numa zona fronteiriça mal delimitada. Como exemplo temos elementos muito importantes como o silício, o germânio, o arsênio, etc, elementos muito importantes em eletrônica.

Voltando aos prótons e elétrons  é já do conhecimento que eles mesmo sendo de tamanhos microscópicos, dão bastante solidez aos materiais. A sua atração e a velocidade inimaginável que os electrões se deslocam, fazem com que estejam em todas as partes ao mesmo tempo, anulando assim o espaço vazio com a sua imensa velocidade. O protão e o electrão, mesmo tendo tamanhos diferentes, atraem-se exatamente com a mesma força.

Dois corpos com a mesma carga repelem-se e dois corpos com cargas opostas atraem-se. Ou seja se tivermos dois protões ou dois electrões, estes vão-se “afastar”.

Estado neutro de um átomo é quando este tem o mesmo número de protões e o mesmo número de electrões, ou seja, o mesmo número de cargas positivas e o mesmo número de cargas negativas.

Quando um átomo tem o mesmo número de protões e o mesmo número de electrões diz-se que está equilibrado e diz-se que está desequilibrado quando isto não se verifica.

Pode-se ainda dizer que, quando um átomo ganha electrões, ou seja, quando ganha partículas negativas, fica logicamente com mais cargas negativas do que positivas. Podemos então dizer que se trata de um ião negativo por estar carregado negativamente. Quando perde electrões, fica então com mais protões do que electrões, ou seja, fica com mais cargas positivas do que negativas, recebendo o nome de ião positivo.Estes iões tendem a ficar num estado neutro, ou seja, os iões negativos tendem a perder o electrão que está a mais e os iões positivos tendem a captar os electrão que têm em falta.

Fonte: http://www.tecnologiadoglobo.com/2009/03/materia-atomos-protoes-electroes-tabela-periodica/

       http://www.colegioweb.com.br/quimica/numero-atomico-e-numero-de-massa.html

Questões

1) (STA. CASA) A questão deve ser respondida de acordo com o seguinte código:

A teoria de Dalton admitia que:

I. Átomos são partículas discretas de matéria que não podem ser divididas por qualquer processo químico conhecido;

II. Átomos do mesmo elemento químico são semelhantes entre si e têm mesma massa;

III. Átomos de elementos diferentes têm propriedades diferentes.

a) Somente I é correta.
b) Somente II é correta.
c) Somente III é correta.
d) I, II, III são corretas.
e) I e III são corretas.

2) (MACK) Indique a alternativa que completa corretamente as lacunas do seguinte período: “Um elemento químico é representado pelo seu ___________ , é identificado pelo número de __________ e pode apresentar diferente número de __________ .”

a) nome – prótons – nêutrons.

b) nome – elétrons – nêutrons.

c) símbolo – elétrons – nêutrons.

d) símbolo – prótons – nêutrons.

e) símbolo – – elétrons – nêutrons.

3) (FUVEST) O átomo constituído de 17 prótons, 18 nêutrons e 17 elétrons, possui número atômico e número de massa igual a:

a)  17 e 17                                               

b) 17 e 18                                           

c) 18 e 17

d)  17 e 35                                               

e) 35 e 17

4) Qual o número de tipos de moléculas diferentes em um grande reservatório de gás cloro?

Dados:    

a) O gás cloro tem forma molecular Cl2, isto é, ele tem dois átomos de cloro por molécula;

b) O cloro apresenta dois isótopos naturais: Cl35 e Cl37.

5) (PUC) Quando um metal cristaliza no sistema cúbico de faces centradas, seu número de coordenação, isto é, o número de átomos que envolve cada átomo, será igual a:

a) 3                                  

b) 4                             

c) 6                             

d) 8                             

e) 12 

6) Assinale V (verdadeira) ou F (falsa) para as questões relacionadas ao átomo de Böhr:

I. Quando o elétron recebe energia, salta para um nível mais energético.

II. Quando o núcleo recebe energia, salta para um nível mais externo.

III. Se um elétron passa do estado A para o estado B, recebendo X unidades de energia, quando voltar de B para A devolverá X unidades de energia na forma de ondas eletromagnéticas.

IV. Quando um elétron passa de um estado menos energético para outro mais energético, devolve energia na forma de ondas eletromagnética.

7) Böhr estabeleceu em sua teoria atômica que os elétrons giram em 7 órbitas circulares denominadas níveis ou camadas ao redor do núcleo, como mostra a seguinte ilustração:

Segundo Böhr, o átomo pode ter no máximo 7 camadas. Qual delas é a mais energética?

a) camada K

b) camada L
c) camada N
d) camada P
e) camada Q.

8) Escolha, dentre as alternativas, aquela que fornece as palavras corretas para preencher as lacunas vazias do enunciado relacionado ao modelo atômico estabelecido por Böhr.

Quando um elétron absorve certa quantidade de ................., salta para uma órbita mais ....................... Quando ele retorna à sua órbita original, .................... a mesma quantidade de energia, na forma de ........................

a) calor, energizada, libera, onda eletromagnética.

b) energia, energética, absorve, onda eletromagnética.

c) calor, energizada, absorve, luz.

d) energia, energética, libera, onda eletromagnética.

e) energia, externa, libera, luz.

9) (UFU-MG) O átomo é a menor partícula que identifica um elemento químico. Ele possui duas partes, a saber: uma delas é o núcleo, constituído por prótons e nêutrons, e a outra é a região externa – a eletrosfera-, por onde circulam os elétrons. Alguns experimentos permitiram a descoberta das características das partículas constituintes do átomo.

Em relação a essas características, indique a alternativa correta.

a) prótons e elétrons possuem massas iguais e cargas elétricas de sinais opostos.

b) entre as partículas atômicas, os elétrons têm maior massa e ocupam maior volume no átomo.

c) entre as partículas atômicas, os prótons e os nêutrons têm maior massa e ocupam maior volume no átomo.

d) entre as partículas atômicas, os prótons e os nêutrons têm mais massa, mas ocupam um volume muito pequeno em relação ao volume total do átomo.

10) (UFRJ) Alguns estudantes de Química, avaliando seus conhecimentos relativos a conceitos básicos para o estudo do átomo, analisam as seguintes afirmativas:

I. Átomos isótopos são aqueles que possuem mesmo número atômico e números de massa diferentes.

II. O número atômico de um elemento corresponde à soma do número de prótons com o de nêutrons.

III. O número de massa de um átomo, em particular, é a soma do número de prótons com o de elétrons.

IV. Átomos isóbaros são aqueles que possuem números atômicos diferentes e mesmo número de massa.

V. Átomos isótonos são aqueles que apresentam números atômicos diferentes, número de massas diferentes e mesmo número de nêutrons.

Esses estudantes concluem, corretamente, que as afirmativas verdadeiras são as indicadas por:

a) I, III e V

b) I, IV e V

c) II e III

d) II, III e V

e) II e V

  

11) (UFCE) Na tentativa de montar o intrincado quebra-cabeça da evolução humana, pesquisadores têm utilizado relações que envolvem elementos de mesmo número atômico e diferentes números de massa para fazer a datação de fósseis originados em sítios arqueológicos. Quanto a esses elementos, é correto afirmar que são:

a) isóbaros

b) isótonos

c) isótopos

d) alótropos

e) isômeros    

12) (PUC-PR) Dados os átomos de 238U92  e 210Bi83, o número total de partículas (prótons, elétrons e nêutrons) existentes na somatória será:

a) 641             b) 528           c) 623           d) 465         e) 496     

13)  (UFPA) Com relação as partículas subatômicas, prótons, nêutrons e elétrons, podemos afirmar que :

a)  todas têm carga negativa

b)  todas têm carga positiva

c)  todas estão localizadas no núcleo atômico

d)  todas estão localizadas na eletrosfera

e)   prótons e nêutrons estão localizados no núcleo.

14) (FUVEST) A seguinte representação , onde X = símbolo do elemento químico, refere-se a átomos com:

a) Igual número de nêutrons;

b) Igual número de prótons;

c) Diferentes números de elétrons;

d) Diferentes números de atômicos;

e) Diferentes números de oxidação;

15) (PUC) Quando um metal cristaliza no sistema cúbico de faces centradas, seu número de coordenação, isto é, o número de átomos que envolve cada átomo, será igual a:

a) 3

b) 4

c) 6

d) 8

e) 12

16) Um elemento químico é caracterizado por seu: 

a) número de nêutrons. 

b) número atômico. 

c) número de elétrons. 

d) número de massa. 

e) lugar na tabela periódica.

17) Dentre os números atômicos 23, 31, 34, 38, 54, os que correspondem a elementos químicos com dois elétrons de valência são: 

a) 23 e 38 

b) 31 e 34 

c) 31 e 38 

d) 34 e 54 

e) 38 e 54

18) Átomos isótopos diferem quanto:

a) às configurações eletrônicas. 

b) às posições, na classificação periódica. 

c) aos números atômicos. 

d) aos números de elétrons. 

e) aos números de nêutrons.

19) Assinale a afirmativa correta: 

a) é possível calcular a posição e a velocidade de um elétron, num mesmo instante - Princípio de Certeza 

b) um subnível comporta no máximo dois elétrons, com spins contrários - Princípio da Exclusão de Pauli 

c) orbital é a região do espaço onde é mínima a probabilidade de encontrar um determinado elétron 

d) em um átomo, os elétrons encontram-se em órbitas quantizadas, circulares e elípticas - Modelo Atômico de Sommerfeld.

20) O conhecimento sobre estrutura atômica evoluiu à medida que determinados fatos experimentais eram observados, gerando a necessidade de proposição de modelos atômicos com características que os explicassem.Fatos Observados:

I - Investigações sobre a natureza elétrica da matéria e descargas elétricas em tubos de gases rarefeitos. 

II - Determinação das Leis Ponderais das Combinações Químicas. 

III - Análise dos espectros atômicos (emissão de luz com cores características para cada elemento).

 IV - Estudos sobre radioatividade e dispersão de partículas alfa.

Características do Modelo Atômico:

1 - Átomos maciços, indivisíveis e indestrutíveis. 2 - Átomos com núcleo denso e positivo, rodeado pelos elétrons negativos. 3 - Átomos como uma esfera positiva onde estão distribuídas, uniformemente, as partículas negativas. 4 - Átomos com elétrons, movimentando-se ao redor do núcleo em trajetórias circulares - denominadas níveis - com valor determinado de energia. A associação correta entre o fato observado e o modelo atômico proposto, a partir deste subsídio, é: 

a) I - 3; II - 1; III - 2; IV - 4. 

b) I - 1; II - 2; III - 4; IV - 3. 

c) I - 3; II - 1; III - 4; IV - 2. 

d) I - 4; II - 2; III - 1; IV - 3. 

e) I - 1; II - 3; III - 4; IV - 2.

21) Os átomos ISÓBAROS X e Y2O3 pertencem a metal alcalino e alcalino-terroso do mesmo período da classificação periódica. Sabendo-se que X é formado por 37 prótons e 51 nêutrons, pode-se afirmar que os números atômicos e de massa de Y2O3 são, respectivamente, 

a) 36 e 87 

b) 37 e 87 

c) 38 e 87 

d) 38 e 88 

e) 39 e 88

22) Com relação à estrutura do átomo, assinalar a alternativa correta: 

a) o átomo é maciço 

b) a massa do átomo está fundamentalmente concentrada no seu núcleo 

c) no núcleo encontram-se prótons e elétrons 

d) a massa do elétron é igual à massa do próton 

e) átomos de um mesmo elemento químico são todos iguais

23) No fim do século XIX começaram a aparecer evidências de que o átomo não era a menor partícula constituinte da matéria. Em 1897 tornou-se pública a demonstração da existência de partículas negativas, por um inglês de nome: 

a) Dalton; 

b) Rutherford; 

c) Bohr; 

d) Thomson; 

e) Proust.

24) Associe corretamente as colunas abaixo:

I.        Metais alcalinos                                         (   ) Grupo 0

II.       Metais alcalinoterrosos                            (   ) Grupo 17 ou VII A

III.      Calcogênios                                               (   ) Grupo  16 ou VI-A

IV.      Halogênios                                                 (   ) Grupo 15 ou V-A

V.       Família do carbono                                   (   ) Grupo 14 ou IV-A

VI.      Família do nitrogênio                                (   ) Grupo 1 ou I-A

VII.     Gases nobres                                            (   ) Grupo 2 ou II-A

25) (UFU-MG) No início do século XIX, com a descoberta e o isolamento de diversos elementos químicos, tornou-se necessário classificá-los racionalmente para a realização de estudos sistemáticos. Muitas contribuições foram somadas até se chegar à atual classificação periódica dos elementos químicos. Em relação à classificação periódica atual, responda:

a)    Como os elementos são listados, sequencialmente, na tabela periódica?

b) Em quais grupos da tabela periódica podem ser encontrados: um halogênio, um metal alcalino, um metal alcalinoterroso, um calcogênio e um gás nobre?

26) (UFPel-RS) Os elementos químicos silício e germânio são semimetais e constituem os chamados semicondutores, usados para construir componentes eletrônicos, como  iodos, transistores e microprocessadores.

Algumas das qualidades desses elementos devem-se às suas estruturas atômicas. Com relação ao silício e ao germânio e à posição que eles ocupam na tabela periódica, podemos afirmar que:

a) se situam no mesmo período da tabela periódica e apresentam configuração final “ns2 np4”;

b) pertencem à mesma família da tabela periódica, possuindo, portanto, o mesmo número de níveis eletrônicos;

c) pertencem à classe dos elementos representativos da família do carbono, possuindo em comum o mesmo número de elétrons de valência;

d) são elementos de transição e apresentam subnível energético do tipo “p”;

e) apresentam o mesmo número de níveis eletrônicos, possuindo, portanto, o mesmo raio atômico.

Gabarito:

1) D   2) D   3) D   4) Cada Cl2 é formado por dois átomos quaisquer de cloro:

      Cl35 – Cl35                Cl35 – Cl37                Cl37 – Cl37

Essas moléculas são quimicamente iguais, porém fisicamente diferentes.

Resp: Fisicamente temos 3 tipos de moléculas e quimicamente temos um único tipo de molécula. 

5) A    6) I. verdadeira    II. falsa    III. verdadeira     IV. falsa   7) E   8) D   9) D   10) B  11) C

12) Letra C. Vamos calcular primeiro o número de nêutrons para os dois elementos, usando a fórmula 

n = A – Z

238U92        238 -92 = 146

210Bi83      210 – 83  = 127

Soma dos nêutrons: 146 + 127 = 273

De acordo com a fórmula P = Z = e temos:

Soma dos prótons: 175

Soma dos elétrons: 175

A soma total (de prótons, elétrons e nêutrons) para os dois elementos será = 623

13)  E   14) B   15) A  16) B   17) A   18) E   19) D   20) C   21) D  22) B  23) D

24) I.        Metais alcalinos                                            (VII) Grupo 0

II.       Metais alcalinoterrosos                               (IV) Grupo 17 ou VII A

III.      Calcogênios                                                  (III) Grupo 16 ou VI-A

IV.      Halogênios                                                    (VI) Grupo 15 ou V-A

V.       Família do carbono                                      (V) Grupo 14 ou IV-A

25) a)    Em ordem crescente de número atômico (número de prótons).

b)    Os halogênios são encontrados na família 17 (VII A); os metais alcalinos na família 1 (I A); os metais alcalinoterrosos na família 2 (II A); os calcogênios na família 16 (VI A) e os gases nobres na família 18 (VIII A).

VI.      Família do nitrogênio                                   (I) Grupo 1 ou I-A

VII.     Gases nobres                                               (II) Grupo 2 ou II-A

26) C