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Informações sobre os descobrimentos históricos sobre a natureza do átomo, começando com as teorias de demócrito sobre a composição de matérias em termos de átomos, seguindo pelo trabalho experimental de j.j. Thomson que identificou os elétrons, e finalizando com os experimentos de rutherford que revelaram a estrutura nucleada do átomo. O texto também destaca os equívocos no modelo de rutherford e a solução proposta por niels bohr.
Tipologia: Notas de estudo
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A Evolução dos Modelos
A Evolução dos Modelos
Atômicos
Atômicos
Dalton (1.808)
Dalton (1.808)
(métodos experimentais)
(métodos experimentais)
O químico inglês John Dalton, que viveu entre 1.766 a
O químico inglês John Dalton, que viveu entre 1.766 a
1.825, afirmava que o átomo era a partícula elementar, a
1.825, afirmava que o átomo era a partícula elementar, a
menor partícula que constituía a matéria. Em 1.808,
menor partícula que constituía a matéria. Em 1.808,
Dalton apresentou seu modelo atômico: o átomo como
Dalton apresentou seu modelo atômico: o átomo como
uma minúscula esfera maciça, indivisível, impenetrável e
uma minúscula esfera maciça, indivisível, impenetrável e
indestrutível. Para ele, todos os átomos de um mesmo
indestrutível. Para ele, todos os átomos de um mesmo
elemento químico
elemento químico são iguais, até mesmo as suas massas.
são iguais, até mesmo as suas massas.
Hoje, nota-se um equívoco pelo fato da existência dos
Hoje, nota-se um equívoco pelo fato da existência dos
isótopos, os quais são átomos de um mesmo elemento
isótopos, os quais são átomos de um mesmo elemento
químico que possuem entre si massas diferentes. Seu
químico que possuem entre si massas diferentes. Seu
modelo atômico também é conhecido como "
modelo atômico também é conhecido como " modelo da
modelo da
bola de bilhar".
bola de bilhar".
Modelo Atômico de Dalton: "bola de bilhar".
Modelo Atômico de Dalton: "bola de bilhar".
O átomo seria uma esfera (partícula) maciça e indivisível.
O átomo seria uma esfera (partícula) maciça e indivisível.
Thomson (1.897)
Thomson (1.897)
(métodos experimentais)
(métodos experimentais)
Pesquisando os
Pesquisando os raios catódicos
raios catódicos , o físico inglês J. J.
, o físico inglês J. J.
Thomson demonstrou que os mesmos podiam ser
Thomson demonstrou que os mesmos podiam ser
interpretados como sendo um feixe de partículas
interpretados como sendo um feixe de partículas
carregadas de energia elétrica negativa, as quais
carregadas de energia elétrica negativa, as quais
foram chamadas de elétrons. Utilizando campos
foram chamadas de elétrons. Utilizando campos
magnéticos e elétricos, Thomson conseguiu
magnéticos e elétricos, Thomson conseguiu
determinar a relação entre a carga e a massa do
determinar a relação entre a carga e a massa do
elétron. Ele conclui que os elétrons (raios catódicos)
elétron. Ele conclui que os elétrons (raios catódicos)
deveriam ser constituintes de todo tipo de matéria pois
deveriam ser constituintes de todo tipo de matéria pois
observou que a relação carga/massa do elétron era a
observou que a relação carga/massa do elétron era a
mesma para qualquer gás que fosse colocado na
mesma para qualquer gás que fosse colocado na
Ampola de
Ampola de Crookes
Crookes (tubo de vidro rarefeito no qual se
(tubo de vidro rarefeito no qual se
faz descargas elétricas em campos elétricos e
faz descargas elétricas em campos elétricos e
magnéticos). Com base em suas conclusões,
magnéticos). Com base em suas conclusões,
Thomson colocou por terra o modelo do átomo
Thomson colocou por terra o modelo do átomo
indivisível e apresentou seu modelo, conhecido
indivisível e apresentou seu modelo, conhecido
também como o "
também como o " modelo de pudim com passas"
modelo de pudim com passas" :
:
(métodos experimentais)
(métodos experimentais)
Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro
Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro
(0,0001 mm) com partículas "alfa" (núcleo de átomo
(0,0001 mm) com partículas "alfa" (núcleo de átomo
de hélio: 2 prótons e 2 nêutrons), emitidas pelo
de hélio: 2 prótons e 2 nêutrons), emitidas pelo
"polônio" (Po), contido num bloco de chumbo (Pb),
"polônio" (Po), contido num bloco de chumbo (Pb),
provido de uma abertura estreita, para dar passagem
provido de uma abertura estreita, para dar passagem
às partículas "alfa" por ele emitidas.
às partículas "alfa" por ele emitidas.
Envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada
Envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada
uma tela protetora revestida de sulfeto de zinco
uma tela protetora revestida de sulfeto de zinco
(ZnS).
(ZnS).
Observando as cintilações na tela de ZnS, Rutherford
verificou que muitas partículas "alfa" atravessavam a
lâmina de ouro, sem sofrerem desvio, e poucas
partículas "alfa" sofriam desvio. Como as partículas
"alfa" têm carga elétrica positiva, o desvio seria
provocado por um choque com outra carga positiva,
isto é, com o núcleo do átomo, constituído por
prótons.
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.
Bohr (1.913)
Bohr (1.913)
(métodos experimentais)
(métodos experimentais)
Nota-se no modelo de Rutherford dois
Nota-se no modelo de Rutherford dois
equívocos:
equívocos:
uma carga negativa, colocada em movimento
uma carga negativa, colocada em movimento
ao redor de uma carga positiva estacionária,
ao redor de uma carga positiva estacionária,
adquire movimento espiralado em direção à
adquire movimento espiralado em direção à
carga positiva acabando por colidir com ela;
carga positiva acabando por colidir com ela;
uma carga negativa em movimento irradia
uma carga negativa em movimento irradia
(perde) energia constantemente, emitindo
(perde) energia constantemente, emitindo
radiação. Porém, sabe-se que o átomo em seu
radiação. Porém, sabe-se que o átomo em seu
estado normal não emite radiação.
estado normal não emite radiação.
Conclui-se então que:
Conclui-se então que:
quanto maior a energia do elétron, mais
quanto maior a energia do elétron, mais
afastado ele está do núcleo.
afastado ele está do núcleo.
Em outras palavras: um elétron só pode estar em
Em outras palavras: um elétron só pode estar em
movimento ao redor do núcleo se estiver em
movimento ao redor do núcleo se estiver em
órbitas específicas, definidas
órbitas específicas, definidas
, e
, e
não
não
se
se
encontra em movimento ao redor do núcleo em
encontra em movimento ao redor do núcleo em
quaisquer órbitas.
quaisquer órbitas.
As órbitas permitidas constituem os
As órbitas permitidas constituem os níveis de
níveis de
energia
energia
do átomo ( camadas K L M N ... ).
do átomo ( camadas K L M N ... ).
A teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes
A teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes
postulados:
postulados:
1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares
1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares
estacionárias ao redor do núcleo, sem emitirem nem
estacionárias ao redor do núcleo, sem emitirem nem
absorverem energia.
absorverem energia.
2º postulado: Fornecendo energia (elétrica, térmica, ....) a um átomo, um
2º postulado: Fornecendo energia (elétrica, térmica, ....) a um átomo, um
ou mais elétrons a absorvem e saltam para níveis mais afastados do
ou mais elétrons a absorvem e saltam para níveis mais afastados do
núcleo. Ao voltarem as suas órbitas originais, devolvem a energia
núcleo. Ao voltarem as suas órbitas originais, devolvem a energia
recebida em forma de luz (fenômeno observado, tomando como
recebida em forma de luz (fenômeno observado, tomando como
exemplo, uma barra de ferro
exemplo, uma barra de ferro
aquecida ao rubro).
aquecida ao rubro).
Sommerfeld (1.916)
Sommerfeld (1.916)
(postulou)
(postulou)
Após o modelo de Bohr postular a existência de órbitas
Após o modelo de Bohr postular a existência de órbitas
circulares específicas, definidas, em 1.916 Sommerfeld
circulares específicas, definidas, em 1.916 Sommerfeld
postulou a existência de órbitas não só circulares, mas
postulou a existência de órbitas não só circulares, mas
elípticas também. Para Sommerfeld, num nível de energia
elípticas também. Para Sommerfeld, num nível de energia
n, havia uma órbita circular e (n-1) órbitas elípticas de
n, havia uma órbita circular e (n-1) órbitas elípticas de
diferentes excentricidades.
diferentes excentricidades.
Por exemplo, no nivel de energia n = 4 (camada N), havia
Por exemplo, no nivel de energia n = 4 (camada N), havia
uma órbita circular e três órbitas elípticas. Cada uma das
uma órbita circular e três órbitas elípticas. Cada uma das
órbitas elípticas constitui um subnível, cada um com sua
órbitas elípticas constitui um subnível, cada um com sua
energia.
energia.
Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld concluiu que os
Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld concluiu que os
elétrons de um mesmo nível, ocupam órbitas de trajetórias
elétrons de um mesmo nível, ocupam órbitas de trajetórias
diferentes (circulares e elípticas) a que denominou de
diferentes (circulares e elípticas) a que denominou de
subníveis, que podem ser de quatro tipos: s , p , d , f.
subníveis, que podem ser de quatro tipos: s , p , d , f.
Teoria da Mecânica
Teoria da Mecânica
Ondulatória
Ondulatória
Em 1926,
Em 1926, Erwin Shröringer
Erwin Shröringer formulou uma teoria
formulou uma teoria
chamada de "Teoria da Mecânica Ondulatória" que
chamada de "Teoria da Mecânica Ondulatória" que
determinou o conceito de "orbital".
determinou o conceito de "orbital".
Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo
Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo
onde existe a máxima probabilidade de se
onde existe a máxima probabilidade de se
encontrar o elétron.
encontrar o elétron.
O orbital s possui forma esférica
O orbital s possui forma esférica
e os orbitais p possuem forma de halteres.
e os orbitais p possuem forma de halteres.
Sabe-se que um átomo é tão pequeno, que não
Sabe-se que um átomo é tão pequeno, que não
conseguimos enxergá-lo, mesmo com a ajuda de um
conseguimos enxergá-lo, mesmo com a ajuda de um
microscópio. Mas através de resultados
microscópio. Mas através de resultados
experimentais, conseguimos chegar ao que é
experimentais, conseguimos chegar ao que é
chamado de modelo atômico.
chamado de modelo atômico.
Um átomo é constituído
Um átomo é constituído
por uma parte central
por uma parte central
chamada de núcleo, onde
chamada de núcleo, onde
se encontram os prótons
se encontram os prótons
(partículas positivas)
(partículas positivas)
neutrons (partículas
neutrons (partículas
neutras) e uma outra
neutras) e uma outra
parte que circunda esta
parte que circunda esta
parte central, chamada
parte central, chamada
de eletrosfera, onde
de eletrosfera, onde
estão os elétrons
estão os elétrons
(partículas negativas).
(partículas negativas).
