Os principais modelos atômicos (física)

Breve artigo sobre os principais modelos atômicos existentes.

1. VICTOR SAID DOS SANTOS SOUSA
DA ANTIGUIDADE A NIELS BOHR
A EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS

2. SALVADOR
2012
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3. OS MODELOS ATÔMICOS
OS MODELOS ATÔMICOS DA ANTIGUIDADE – O PENSAMENTO FILOSÓFICO
Ao longo da história da humanidade o homem acabou por gerar diversas
dúvidas com relação ao Universo, sua origem, composição, formação e estrutura.
Porém uma das dúvidas mais frequentes era sobre o que compunha a matéria. Não
se sabia ao certo como esta era formada, assim como sua composição ou a
explicação para fenômenos simples como a ruptura de matéria “compacta”. Um
exemplo desta ultima dúvida e também a base para a teoria primordial dos modelos
atômicos é a quebra de uma peça qualquer de barro, essa peça irá se dividir em
diversos pedaços e seus pedaços podem ser divididos em outros pedaços até que
elas chegarão ao limite, sendo apenas partículas invisíveis ao olho humano e
supostamente inquebráveis. Esta é uma exemplificação prática do que viria a ser o
primeiro modelo atômico proposto pelo filósofo Leucipo de Mileto aproximadamente
em 450 a.C.
Porém este não foi o fim da teoria de Leucipo. Seu discípulo e também
filósofo Demócrito (~470 e 380 a.C) defendeu a idéia de seu mestre, afirmando: "as
únicas coisas que existem são os átomos e os espaços entre eles, tudo o mais é
mera opinião". Sendo que ele ainda afirma que a matéria na verdade era
descontínua, esta era formada por o que ele chamou de átomo, as partículas
indivisíveis e que toda matéria, sem exceções, era formada. Sendo a formação da
matéria a união dos 4 elementos: Terra, Fogo, Água e Ar. Porém sua teoria não foi
aceita. Platão e Aristóteles afirmaram que a matéria era contínua e era vista como
um todo, sendo ela inteira, sem vazios.
A negação da teoria de Demócrito por dois filósofos extremamente influentes
da época foi o fator determinante para a quase total rejeição de sua teoria. Assim,
até o final do século XVI d.C a teoria aceita foi a de Platão e Aristóteles, a da matéria
contínua. Porém no início do século XVII experimentos comprovaram que tal teoria
ia contra o comportamento das substancias, o que levou a teoria de Aristóteles ao
seu fim.
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4. OS MODELOS ATÔMICOS PÓS-ANTIGUIDADE – O PENSAMENTO
CIENTÍFICO
Após quase um século da queda da teoria da Matéria Contínua de
Aristóteles, foram feitos experimentos que conseguiram estabelecer as
características básicas dos átomos, tais características foram exposta na obra
Absorption of Gases by Water and Other Liquids (Absorção de gases pela água e
outros líquidos), publicada em 1803, pelo cientista inglês John Dalton. Sua teoria
baseava-se nas seguintes leis:
1. “Toda matéria é composta por minúsculas partículas chamadas átomos”.
2. “Os átomos de um determinado elemento são idênticos em massa e
apresentam as mesmas propriedades químicas”.
3. “Átomos de elementos diferentes apresentam massa e propriedades
diferentes”.
4. “Átomos são permanentes e indivisíveis e não podem ser criados, nem
destruídos”.
5. “As reações químicas comuns não passam de uma reorganização dos
átomos”.
6. “Os compostos são formados pela combinação de átomos de elementos
diferentes em proporções fixas”. (DALTON apud VESTIBULANDO, 2012).
Porém sua teoria mostrou-se falha com o passar dos anos, podemos citar
como exemplo um conceito atual. Sabe-se, na atualidade, que os átomos de um
determinado elemento químico não são idênticos em massa, pois existem átomos
isótopos e estes possuem massas diferentes, mesmo sendo do mesmo elemento
químico. Sendo importante salientar que este modelo ficou conhecido como modelo
da “bola de bilha”, exemplificado na figura 1.
Figura 1 – Modelo de Dalton, modelo “bola de bilhar”. (Fonte: portalsaofrancisco.com.br)
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5. O modelo de Dalton manteve-se como correto até o final do século XIX,
especificamente em 1987, este foi o ano do declínio da teoria de do átomo maciço e
indivisível proposto por Dalton. O motivo para o declínio para a teoria de Dalton veio
a partir de Joseph John Thomson, este demonstrou através de um experimento o
qual ele disparou uma rajada de raios catódicos em uma ampola de Crookes, a
grosso modo, este nada mais é do que um tubo com vácuo. Tal experimento levou-
a a concluir a teoria que ficaria conhecida como “pudim de passas”, ilustrado na
Figura 2, sendo os átomos para Thomson “uma esfera de carga positiva que
continha corpúsculos (elétrons) de carga negativa distribuídos uniformemente.”
(UOL, 2012).
Figura 2 – Modelo de Thomson, o “pudim de passas”. (Fonte: c1an0.wordpress.com).
Porém, em 1911 Ernerst Rutherford trouxe consigo um novo modelo, o
modelo planetário do átomo. Para chegar à teoria que seria conhecida como a base
da física nuclear, Rutherford utilizou de um experimento que ficou conhecido como:
o experimento da lâmina de ouro. Segundo o website UOL e segundo próprio
Rutherford, respectivamente.
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. Fazendo uma comparação, se
o núcleo de um átomo tivesse o tamanho de uma azeitona, o átomo teria o
tamanho do estádio do Morumbi. (UOL, 2012).
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. (RUTHERFORD apud UOL, 2012).
Porém ao assumir existem elétrons, de carga negativa, e estes estão no
mesmo meio que o núcleo, de carga positiva, surge-se a seguinte dúvida: o que
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6. impediria os núcleos de se chocarem contra os elétrons? E é a partir deste
questionamento que Rutherford formulou o modelo planetário e neste os elétrons
girariam ao redor do núcleo, assim como os planetas ao redor do sol, mostrado na
Figura 3, dando assim nome ao seu modelo atômico.
Figura 3 – O modelo Rutherford, modelo “planetário”. (Fonte: www.vestibulandoweb.
com.br).
Porém o modelo de Rutherford possuía erros, erros esses que foram
corrigidos por Niels Bohr em 1913. Se os elétrons se movessem em orbita ao
núcleo, eles acabariam por liberar energia na forma de radiação, ou seja, os
elétrons perderiam energia, o que levaria a uma maior atração do núcleo para com
os elétrons e assim os elétrons colidiriam com o núcleo. Bohr propôs os seguintes
postulados para corrigir o modelo de Rutherford:
1. Os elétrons nos átomos descrevem sempre órbitas circulares ao redor do
núcleo, chamadas de camadas ou níveis de energia.
2. Cada um desses níveis possui um valor determinado de energia (estados
estacionários).
3. Os elétrons só podem ocupar os níveis que tenham uma determinada
quantidade de energia.
4. Os elétrons podem saltar de um nível para outro mais externo, desde
que absorvam uma quantidade bem definida de energia (quantum de
energia).
5. Ao voltar ao nível mais interno, o elétron emite um quantum de energia,
na forma de luz de cor bem definida ou outra radiação eletromagnética
(fóton).
6. Cada órbita é denominada de estado estacionário e pode ser designada
por letras K, L, M, N, O, P, Q. As camadas podem apresentar:
K = 2 elétrons; L = 8 elétrons; M = 18 elétrons; N = 32 elétrons; O = 32
elétrons; P = 18 elétrons; Q = 2 elétrons
7. Cada nível de energia é caracterizado por um número quântico (n), que
pode assumir valores inteiros: 1, 2, 3, etc. (BOHR apud VESTIBULANDO,
2012)
A Figura 4 exemplifica o modelo atômico de Bohr.
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7. Figura 4 - Modelo Atômico de Niels Bohr. (Fonte: www.algosobre.com.br).
O modelo de Bohr foi incrementado pela Mecânica Quântica, ramo da ciência
que visa o estudo dos átomos. Sendo Bohr o último cientista que apresentou um
modelo atômico de forma individual, e assim foi o último a aperfeiçoar os modelos
atômicos, até então imperfeitos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
VIRTUAL, ENCICLOPÉDIA. A Evolução dos Modelos Atômicos. Disponível em:
<www.enciclopediavirtual.vilabol.uol.com.br>. Acessado em: 10/03/2012.
CÚNEO, ROBERTO GRILLO . Modelos Atômicos . Disponível em:
<www.algosobre.com.br>. Acessado em: 10/03/2012
WEB, VESTIBULANDO. Modelos Atômicos: Descrição dos principais modelos
atômicos. Disponível em: <www.vestibulandoweb.com.br>. Acessado em:
10/03/2012
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