Evolução dos Modelos Atômicos - Apostilas - Quimica, Notas de estudo de Química. Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
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Maraca1 de Março de 2013

Evolução dos Modelos Atômicos - Apostilas - Quimica, Notas de estudo de Química. Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)

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Descrição
Apostilas sobre a evolução dos modelos atômicos, tipos de métodos experimentais, tipos de modelo.
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Introdução

Por volta de 2.450 de anos atrás ( 450 anos a. C. ), o Homem já começava a tentar explicar a constituição da matéria. Essa tentativa era realizada pelos filósofos da Antigüidade, que usavam apenas o pensamento filosófico para fundamentar seus modelos e não utilizavam métodos experimentais para tentar explicá-los.

A evolução dos modelos atômicos se deu por alguns postulados ( filósofos da Antigüidade ), que vigoravam até um certo tempo, pois eram "quebrados" ( substituídos ) por modelos baseados em métodos experimentais, que eram mais aceitos, e ainda, estes também eram substituídos por outros modelos mais aceitos. Em outras palavras e generalizando, toda teoria tem o seu período de desenvolvimento gradativo, após o qual poderá sofrer rápido declínio. Quase todo avanço da ciência surge de uma crise da velha teoria, através de um esforço para encontrar uma saída das dificuldades criadas.

Hoje, o modelo atômico que "está em vigor" é o Modelo da Mecânica Quântica ou da Mecânica Ondulatória (Modelo Orbital), o qual será visto adiante.

Dalton (1.808)

(métodos experimentais)

O químico inglês John Dalton, que viveu entre 1.766 a 1.825, afirmava que o átomo era a partícula elementar, a menor partícula que constituía a matéria. Em 1.808, Dalton apresentou seu modelo atômico: o átomo como uma minúscula esfera maciça, indivisível, impenetrável e indestrutível. Para ele, todos os átomos de um mesmo elemento químico são iguais, até mesmo as suas massas. Hoje, nota-se um equívoco pelo fato da existênciados isótopos, os quais são átomos de um mesmo elemento químico que possuem entre si massas diferentes. Seu modelo atômico também é conhecido como "modelo da bola de bilhar".

Modelo Atômico de Dalton: "bola de bilhar".

O átomo seria uma esfera (partícula) maciça e indivisível.

Thomson (1.897)

(métodos experimentais)

Pesquisando os raios catódicos, o físico inglês J. J. Thomson demonstrou que os mesmos podiam ser interpretados como sendo um feixe de partículas carregadas de energia elétrica negativa, as

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quais foram chamadas de elétrons. Utilizando campos magnéticos e elétricos, Thomson conseguiu determinar a relação entre a carga e a massa do elétron. Ele conclui que os elétrons (raios catódicos) deveriam ser constituintes de todo tipo de matéria pois observou que a relação carga/massa do elétron era a mesma para qualquer gás que fosse colocado na Ampola de Crookes (tubo de vidro rarefeito no qual se faz descargas elétricas em campos elétricos e magnéticos). Com base em suas conclusões, Thomson colocou por terra o modelo do átomo indivisível e apresentou seu modelo, conhecido também como o "modelo de pudim com passas":

Modelo de Thomsom: "pudim com passas".

O pudim é toda a esfera positiva (em azul) e as passas são os elétrons (em amarelo), de carga negativa.

Rutherford (1911)

(métodos experimentais)

O modelo atômico de Rutherford é baseado nos resultados da experiência que Rutherford e seus colaboradores realizaram: bombardeamento de uma lâmina muito fina (delgada) de ouro (Au) com partículas alfa (que eram positivas). Para ver e entender melhor a referida experiência, clique na figura abaixo:

Rutherford e seus colaboradores verificaram que, para aproximadamente cada 10.000 partículas alfa que incidiam na lâmina de ouro, apenas uma (1) era desviada ou refletida. Com isso, concluíram que o raio do átomo era 10.000 vezes maior que o raio do núcleo. Comparando, se o núcleo de um átomo tivesse o tamanho de uma azeitona, o átomo teria o tamanho do estádio do Morumbi. Surgiu então em 1.911, o modelo do átomo nucleado, conhecido como o modelo planetário do átomo: o átomo é constituído por um núcleo central positivo, muito pequeno em relação ao tamanho total do átomo porém com grande massa e ao seu redor, localizam-se os elétrons com carga negativa (compondo a "enorme" eletrosfera) e com pequena massa, que neutraliza o átomo.

Modelo atômico de Rutherford: modelo planetário do átomo.

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O átomo é formado por um núcleo muito pequeno em relação ao átomo, com carga positiva, no qual se concentra praticamente toda a massa do átomo. Ao redor do núcleo localizam-se os elétrons neutralizando a carga positiva.

Bohr (1.913)

(métodos experimentais)

Nota-se no modelo de Rutherford dois equívocos:

• uma carga negativa, colocada em movimento ao redor de uma carga positiva estacionária, adquire movimento espiralado em direção à carga positiva acabando por colidir com ela;

• uma carga negativa em movimento irradia (perde) energia constantemente, emitindo radiação. Porém, sabe-se que o átomo em seu estado normal não emite radiação.

O físico dinamarquês Niels Bohr conseguiu "solucionar" os equívocos cometidos por Rutherford baseando-se na seguinte idéia:

• um elétron num átomo adquire apenas certas energias, e cada energia é representada por uma órbita definida, particular. Se o elétron recebe energia ele pula para uma outra órbita mais afastada do núcleo. Pode ocorrer no elétron a perda de energia por irradiação, e sendo assim, o elétron cai para uma órbita mais próxima do núcleo. Todavia o elétron não pode ficar entre duas órbitas definidas, específicas, pois essa não seria uma órbita estável ( órbita não específica ).

Conclui-se então que: quanto maior a energia do elétron, mais afastado ele está do núcleo.

Em outras palavras: um elétron só pode estar em movimento ao redor do núcleo se estiver em órbitas específicas, definidas, e não se encontra em movimento ao redor do núcleo em quaisquer órbitas.

As órbitas permitidas constituem os níveis de energia do átomo ( camadas K L M N ... ).

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