Modelos atômicos: tudo o que você precisa saber!
Quando Demócrito e Leucipo apresentaram a teoria atômica 500 anos a.c., seus pensamentos não foram aceitos pela comunidade grega daquele período. Só depois de dois mil e trezentos anos é que os primeiros modelos atômicos começaram a surgir.
Durante esse tempo, as civilizações acreditavam que a matéria era formada de terra, ar, água e fogo, os quatro elementos principais da natureza. A sua divisibilidade não era discutida, mas isso mudou quando John Dalton apresentou uma estrutura, que representaria a sua menor parte, o átomo.
De Dalton até Schrodinger, muita coisa mudou! Então vamos conhecer agora como surgiram e como evoluíram os modelos atômicos até os dias atuais!
O que é um átomo
A palavra átomo vem do grego e significa indivisível. Como você já deve ter percebido, o seu conceito está atrelado ao conceito de matéria, que é tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no espaço.
Sendo assim, a não divisibilidade da matéria em um certo ponto foi o que inspirou os modelos atômicos, que foram baseados em experimentos feitos por alguns cientistas.
Estrutura de um átomo
Sabemos hoje que o átomo é dividido em duas partes. A primeira é o núcleo, no qual temos:
- Prótons, que são elementos constituídos de massa e que possuem uma carga positiva;
- Nêutrons, que são elementos que possuem massa e uma carga nula.
A segunda parte é a eletrosfera, onde existe apenas uma partícula, que são os elétrons:
- Elétrons possuem massa desprezível, portanto, é considerada zero, e carga negativa.
Para que a estrutura do átomo seja equilibrada, a quantidade de prótons tem que ser igual a de elétrons. Dessa maneira, ela deve conter pelo menos um próton e um elétron (isso acontece apenas com o hidrogênio, que não contém nêutrons em seu núcleo).
O número de prótons e de elétrons de cada átomo é classificado por aquela tabela periódica que você certamente tem aí em suas apostilas de Química e de Física!
Modelos atômicos
Foram os pensadores gregos que disseram pela primeira vez que a matéria poderia ser dividida até um certo ponto, porém, grave isso para as provas: a concepção é dos gregos, não o primeiro modelo atômico!
A escola do atomismo surge da filosofia, mas o primeiro modelo atômico só surgiu no século XIX. Antes de se chegar nessa estrutura que descrevemos, foi imprescindível a evolução dos modelos atômicos, por isso, veremos alguns deles a seguir.
Modelo atômico de Dalton
O primeiro modelo atômico foi proposto por John Dalton, em 1808. Apoiado no modelo grego, o cientista afirmava que o átomo era uma esfera maciça, indivisível e indestrutível, o que para ele representava a menor porção da matéria.
O modelo atômico de Dalton ficou conhecido como “bola de bilhar”. Por que uma esfera? Porque as esferas não têm vértices e nem arestas, são as figuras geométricas mais difíceis de se quebrar.
Nesse período, o único instrumento que era utilizado para os experimentos era a balança e as constatações ficavam sempre em torno da massa dos elementos, por isso é que demorou bastante tempo até que surgisse um novo modelo atômico.
Modelo atômico de Thomson
Na segunda metade do século XIX, temos o surgimento da energia e a utilização da corrente elétrica, uma ferramenta nova para a ciência, que Thomson emprega em um experimento com raios catódicos.
Descobre o elétron dentro do átomo, colocando duas placas com cargas elétricas, uma positiva e uma negativa. Dessa maneira, se o átomo não possuísse nenhuma carga, não seria atraído por nenhuma delas.
A teoria de que o átomo era indivisível, agora cai por terra e Thomson diz que ele é composto por uma massa positiva, na qual estão incrustados os elétrons, que são negativos.
Por que eles não saem dessa massa? Porque a carga negativa é atraída pela positiva, por isso eles não se separam.
O átomo continua, no modelo atômico de Thomson, sendo esférico, maciço (massa positiva e partículas negativas), e ficou conhecido como “pudim de passas”.
Modelo atômico de Rutherford
No século XX, é descoberta a radioatividade e, assim, em 1911, Rutherford utiliza o polônio em seu experimento, um elemento radioativo que emite uma partícula denominada alfa.
Milhares dessas partículas foram lançadas contra uma placa de ouro e esperava-se que, se o átomo fosse realmente maciço, as partículas alfa não a ultrapassariam.
Para sua surpresa, a grande maioria atravessou o obstáculo, sendo que poucas sofreram desvios e voltaram.
As que voltavam levaram Rutherford a perceber que algo nesse átomo era maciço, que era o núcleo, então, a partir desse momento, ele o dividiu em duas partes: núcleo e eletrosfera.
Modelo atômico de Rutherford-Bohr
O modelo atômico de Rutherford ainda deixou um questionamento que foi respondido por Bohr. Por que o elétron não cai no núcleo, já que suas cargas se atraem?
A física clássica diz que carga positiva atrai carga negativa, mas a física moderna já diz que nem sempre é assim. Mesmo que as cargas sejam atraídas, existe uma energia que as impede de cair, que é a energia quântica.
O átomo de Bohr é o de Rutherford, acrescentando-se a energia quântica. O que isso significa? Que Bohr também diz que os elétrons giram em torno do núcleo, mas em órbitas quantizadas.
Os elétrons se comportam de forma estacionária, ou seja, só giram na mesma órbita, de forma fixa e constante, o que o impede de cair.
Modelo Atômico de Schrodinger
Antes de se chegar ao modelo mais atual, o modelo atômico de Schrodinger, Sommerfeld acrescentou um detalhe ao modelo de Rutherford e de Bohr: o fato de que os elétrons não giram em órbitas circulares, mas em órbitas elípticas, alternando momentos em que estão mais próximos do núcleo e outros no qual estão mais afastados. Isso significava que a velocidade deles sofria variação.
De Broglie, por meio da incerteza da velocidade que Werner Heisenberg observou, instaura o modelo que insere a dualidade do elétron, também conhecido como “partícula-onda”. Isso porque, quando o átomo se comporta como partícula, tem a sua trajetória constante, elíptica, quando se comporta como onda, tem um movimento ondulatório.
Finalmente, Schrodinger, após inúmeros cálculos, colocou em desuso a ideia de órbitas ao redor do núcleo atômico. A região na qual os elétrons se encontram se assemelharia mais a nuvens eletrônicas. Desde 1923, esse é o modelo atômico vigente.
A divisibilidade da matéria e tudo que inclui o estudo dos átomos fascina os cientistas até hoje. O que tem a denominação de “indivisível” já passou por diversos modelos e você precisa conhecer todos eles para se dar bem no Enem e em outros vestibulares.
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