Estudaremos alguns modelos a respeito
da estrutura atômica da matéria.
Um
modelo é a utilização de imagens de uma realidade fantasticamente
microscópica, invisível a nossos olhos.
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Esses modelos são o que mais próximo
a Ciência já conseguiu chegar da verdadeira realidade da Natureza.
A principal característica dos modelos
é a de serem transitórios, sendo sempre renovados e atualizados.
1.
Modelo
atômico de Dalton
Em 1803, o cientista inglês John
Dalton, baseado em inúmeras experiências consegui provar, cientificamente, a
ideia do átomo. Na realidade, ele apenas retomou o conceito dos filósofos
gregos.
Surgia então a TEORIA ATÔMICA CLÁSSICA
DA MATÉRIA. Segundo ela, os átomos seriam minúsculas esferas maciças,
eletricamente neutras e indivisíveis. Os diferentes tipos de átomos formariam
toda a variedade de matéria existente.
2. Modelo atômico de Thonsom
No decorrer do século XIX várias
observações e experiências foram realizadas para se determinar as propriedades
do átomo, levando os cientistas a constatar as propriedades elétricas da
matéria.
1º) Atritando um bastão
de vidro com um pedaço de seda, o vidro
se eletriza (hoje sabemos que o vidro fica carregado positivamente).
2º) Atritando um bastão
de ebonite com um pedaço de lã a ebonite também se eletriza (hoje podemos dizer
que a ebonite fica carregada negativamente).
Como podemos explicar que um
material inicialmente neutro possa ficar carregado eletricamente?
Não podemos criar eletricidade, mas apenas separar as cargas negativas das positivas, já existentes em igual número num material neutro.
Não podemos criar eletricidade, mas apenas separar as cargas negativas das positivas, já existentes em igual número num material neutro.
Toda
matéria, no estado normal, é formada por partículas elétricas que se
neutralizam.
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3º) Verificou –se que
algumas soluções, deixam passar corrente elétrica, outras não.
O cientista Arrhenius explica o fato
da seguinte forma: Quando a corrente elétrica não passa, é porque a solução é
formada apenas por moléculas eletricamente neutras, caso contrário, algumas
moléculas são divididas em partículas menores, chamadas íons, alguns com carga
elétrica positiva, outros com negativa, e que são responsáveis pelo
“transporte” da corrente elétrica.
Tentando explicar estas e outras observações
e experiências, Thonsom em 1904 criou um novo modelo de átomo.
Segundo ele o átomo seria uma esfera
positiva que, para tornar-se neutra, apresentava partículas negativas
(elétrons) incrustados em sua superfície. Esse modelo permitia explicar tanto a
neutralidade do átomo quanto suas propriedades elétricas. As propriedades
elétricas do átomo seriam devidas à perda ou ganho de elétrons.
O modelo atômico de
Thonsom ficou então conhecido como o modelo do pudim de ameixas.
3. Modelo
atômico de Rutherford
Em 1911, o cientista Ernest Rutherford
fez uma experiência que foi fundamental para o desvendamento da estrutura
atômica, melhorando profundamente o modelo atômico de Thonsom.
Em resumo, a experiência foi assim. Um
pedaço de polônio (A) foi colocado dentro de um bloco de chumbo, eu possuía
apenas um orifício por onde saía um feixe de partículas a (B) emitida pelo
polônio. O feixe de partículas bombardeia uma lâmina de ouro (C) finíssima. Em
torno da lâmina de ouro foi colocado um papel fotográfico.
Os resultados da experiência foram:
- observaram-se manchas no papel
fotográfico antes e depois da lamina de ouro, ou seja, algumas partículas
atravessaram livremente a lâmina de ouro (1); poucas partículas passavam e
sofriam desvio (2); muitos poucas não atravessaram a lâmina de ouro (3).
Rutherford chegou as seguintes
conclusões:
- a lâmina de ouro não seria formada
por átomos de ouro maciços e justapostos como pensaram Dalton e Thonsom. A
lâmina seria formada por núcleos pequenos, positivos e em torno dos quais
haveria um grande espaço vazio.
Observe
a esquema abaixo
1.
Ao passar pelos espaços vazios as partículas
seguiam sem sofrer desvios.
2.
Ao passar próximo a um núcleo (positivo) as
partículas sofriam um desvio.
3.
Ao se chocar de frente com núcleos, as
partículas eram repelidas para trás.
Isso ocorreu porque as partículas α são
partículas positivas (e cargas iguais se repelem).
Mas, se o ouro e formado por
núcleos positivos então, como explicar o fato da lâmina de ouro ser
eletricamente neutra?
Rutherford supôs que ao redor do
núcleo positivo giravam partículas muito menores e de carga negativa, que foram
denominadas elétrons. Como essas partículas eram muito pequenas, elas não
atrapalhariam a passagem das partículas α.
Esse modelo ficou conhecido como MODELO
ATÔMICO DE RUTHERFORD e seria semelhante ao sistema solar. O núcleo
representaria o sol e os elétrons seriam os planetas, girando em órbitas
circulares e formando a chamada eletrosfera.
4. Modelo
atômico de Bohr:
Em 1913, o cientista dinamarquês
Niels Bohr elaborou uma nova teoria sobre a distribuição e movimento dos
elétrons. É que as teorias existentes não conseguiam explicar alguns fatos
como:
- por que certos elementos quando
suficientemente aquecidos, emitem luz de uma só cor?
Os
postulados de Bohr:
PRIMEIRO
POSTULADO:
Os elétrons
descrevem, ao redor do núcleo, órbitas circulares com energia fixa e
determinada. Tais órbitas chamam-se órbitas estacionárias.
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SEGUNDO
POSTULADO:
Os elétrons
movimentam-se nas órbitas estacionárias e, nesse movimento, não emitem
energia espontaneamente.
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TERCEIRO
POSTULADO:
Quando um
elétron recebe energia suficiente do exterior, ele salta para outra
órbita.Após receber essa energia, o elétron tende a voltar à sua órbita
original, devolvendo a energia recebida na forma de luz ou calor. A energia
recebida e devolvida é igual à diferença das energias das órbitas em que o
salto ocorreu.
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O
modelo atômico de Bohr apresentava ainda uma dúvida:
-
se o núcleo atômico é formado por partículas positivas, por que essas
partículas não se repelem e o núcleo, assim, não desmorona?
Em
1932 surgiu a resposta para esta pergunta. O cientista Chadwick provou que no
núcleo não existem apenas partículas com carga elétrica positiva (prótons), mas
também partículas sem carga elétrica (neutrons). Os neutrons´´isolam`` os
prótons, evitando repulsões entre eles.
Portanto,vimos
que os modelos atômicos vão sendo modificados e aperfeiçoados à que novos fatos
surgem e, desse modo, o conhecimento sobre a estrutura da matéria evolui.