A EVOLUÇÃO DO ÁTOMO À MASSA ATÔMICA

1. Introdução

A teoria atomista foi desenvolvida no século V a.C. por Leucipo de Mileto e seu discípulo Demócrito de Abdera que conciliou as constantes mudanças postuladas por Heráclito com a unidade e imutabilidade do ser propostas por Parmênides.

Demócrito postulava que a realidade se compõe de partículas indivisíveis ou "átomos" de natureza idêntica e do vácuo ou não-ente e que estes existem desde a eternidade em mútua interação dando origem ao movimento.

Segundo Demócrito, os átomos por si só apresentam as propriedades de tamanho, forma, impenetrabilidade e movimento, dando lugar, por meio de choques entre si, a corpos visíveis. Além disso, ao contrário dos corpos macroscópicos, os átomos não podem interpenetrar-se nem dividir-se, sendo as mudanças observadas em certos fenômenos químicos e físicos atribuídas pelos atomistas gregos a associações e dissociações de átomos. Nesse sentido, o sabor salgado dos alimentos era explicado pela disposição irregular de átomos grandes e pontiagudos.

2. A Evolução dos Modelos Atômicos

• 400 a.C. – Modelo de Demócrito – Concepção filosófica de uma bolinha maciça.

• 1803 – Modelo de Dalton – Bolinha maciça baseada em experiências.

• 1903 – Modelo de Thomson – Esfera sólida com carga positiva recheada de elétrons de carga negativa.

• 1911 – Modelo de Rutherford – Núcleo positivo rodeado por elétrons (negativos) girando em órbitas circulares.

• 1913 – Modelo de Bohr/Rutherford – Idêntico ao anterior, mas com órbitas quantizadas.

• 1916 – Modelo de Sommerfeld – Elétrons em órbitas quantizadas, circulares e elípticas, em torno de um núcleo (positivo).

• 1923 – Modelo Quântico-ondulatório (ou de orbitais) – Os elétrons são considerados partícula/onda e posicionados em orbitais.

3. O modelo de Dalton

O cientista e professor da universidade inglesa New College de Manchester inglês John Dalton, em 1802, criou um modelo que retomava o antigo conceito dos gregos(1766 - 1844). Ele imaginou o átomo como uma pequena esfera, com massa definida e propriedades características. Dessa forma, todas as transformações químicas podiam ser explicadas pelo rearranjo de átomos. Dalton concebeu a existência de átomos com propriedades diferentes. E, dessa forma, definiu elemento químico. Os átomos que possuem a mesma massa, tamanho e forma constituem um elemento químico. Dalton formalizou seu modelo nos seguintes postulados:

• Átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes entre si.

• Átomos de um mesmo elemento possuem propriedades iguais e de peso invariável.

• Átomos são partículas reais, indivisíveis e descontínuas formadoras da matéria.

• Nas reações químicas, os átomos permanecem inalterados.

O peso total de um composto é igual à soma dos pesos dos átomos dos elementos que o constituem. Em 1808, Dalton propôs a teoria do modelo atômico, onde o átomo é uma minúscula esfera maciça, impenetrável, indestrutível e indivisível. Todos os átomos de um mesmo elemento químico são idênticos. Seu modelo atômico foi apelidado de "modelo atômico da bola de bilhar”.

4. O modelo de John Thomson

Em 1897, Joseph John Thomson formulou a teoria segundo a qual a matéria, independente de suas propriedades, contém partículas de massa muito menores que o átomo do hidrogênio. Inicialmente denominou-as de corpúsculos, depois conhecidas como elétrons.

A demonstração se deu ao comprovar a existência daqueles corpúsculos nos raios catódicos disparados na ampola de crookes (um tubo que continha vácuo), depois da passagem da corrente elétrica.

Através de suas experiências, Thomson concluiu que a matéria era formada por um modelo atômico diferente do modelo atômico de Dalton: uma esfera de carga positiva continha corpúsculos (elétrons) de carga negativa distribuídos uniformemente à semelhança de um pudim de passas.

O "modelo atômico do pudim com passas", substituiu então ao "modelo da bola de bilhar", mas não eliminou totalmente as deduções de Dalton, apenas foram acrescentadas mais informações.

5. O modelo de Rutherford

Ernest Rutherford (1871 – 1937) Em 1911, realizando experiências de bombardeio de lâminas de ouro com partículas alfa (partículas de carga positiva, liberadas por elementos radioativos), Rutherford fez uma importante constatação: Distinguiu os raios alfa e beta e introduziu o conceito de núcleo atômico.

Bombardeando uma chapa metálica com partículas alfa, Rutherford percebeu que apenas uma pequena fração dessas sofria desvio de trajetória, com isto concluiu que as partículas que não se desviavam não encontravam no metal obstáculo que causasse a deflexão de sua trajetória; desta forma criou um modelo atômico no qual os elétrons giravam em torno do núcleo atômico, que considerou a região central do átomo onde havia a maior parte da massa atômica.

O modelo se baseava em órbitas eletrônicas, isto é, comparáveis à um sistema planetário, Rutherford chegou à conclusão que a maior parte do átomo se encontra vazia, estando praticamente a totalidade de sua massa no núcleo, este sendo em torno de 10.000 vezes menor que o átomo. Rutherford demonstrou, ainda, que praticamente toda a massa do átomo fica concentrada na pequena região do núcleo.

Dois anos depois de Rutherford ter criado o seu modelo, o cientista dinamarquês Niels Bohr o completou, criando o que hoje é chamado model planetário. Para Bohr, os elétrons giravam em órbitas circulares, ao redor do núcleo. Depois desses, novos estudos foram feitos e novos modelos atômicos foram criados. O modelo que representa o átomo como tendo uma parte central chamado núcleo, contendo prótons e nêutrons, serve para explicar um grande número de observações sobre os materiais.

6. O modelo atômico de Niels Bohr e a mecânica quântica

O modelo planetário de Rutherford foi um grande avanço para a comunidade científica, provando