Introdução aos modelos atômicos

Introdução aos modelos atômicos

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 antiguidade, 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 antiguidade) que vigoravam até certo tempo, pois eram "quebrados" (substituídos) por modelos baseados em métodos experimentais, que eram 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 para as 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.

De Leucipo (450 a. C.) a Dalton (1.808 d. C.)

Leucipo afirmou, por volta de 450 a. C., que a matéria podia ser dividida em partículas cada vez menores, até chegar-se a um limite.

Demócrito viveu por volta de 470 a. C. a 380 a. C. e era discípulo de Leucipo. Utilizando-se também do pensamento filosófico, defendeu a ideia de que a matéria não era contínua, isto quer dizer que para Demócrito ela era feita de minúsculas partículas indivisíveis. Estas partículas foram denominadas de átomos, essa palavra vem do grego e significa indivisível (tomo: divisível + a: contradição/não = átomo: indivisível/não divisível).

Para Demócrito todos os elementos que definiam a combinação da matéria de tudo que existia eram: terra, ar, fogo, água. Sua ideia de átomo originou-se da lógica intuitiva, porém sua ideia foi rejeitada por Aristóteles, considerado um dos maiores filósofos que já existiu, o qual fortaleceu a ideia do modelo de matéria contínua, definindo-a como um inteiro, com isso a ideia de Aristóteles permaneceu como a mais correta até a chegada do Renascimento. A falta de provas foi o que provocou o declínio da ideia do modelo atômico de Demócrito, que foi denominada pelos filósofos gregos de Atomismo, considerado o primeiro modelo atômico.

Modelo atômico de Dalton - 1808

John Dalton (1766 – 1844).

Durante o século XVIII experiências comprovaram que a matéria era incompatível com a ideologia de Aristóteles, por não ser contínua. Em 1808, John Dalton, professor da universidade inglesa New College de Manchester, defendeu a ideia de que a matéria é formada por partículas unitárias e finitas, acreditando que o átomo era a menor unidade da matéria. Dalton foi considerado o criador da primeira teoria atômica moderna e seu modelo foi apelidado de “modelo da bola de bilhar”.

Modelo de Dalton (bola de bilhar).

Suas principais características são:

1. apresentar o formato de esferas minúsculas e maciças;

2. indivisíveis;

3. indestrutíveis;

4. eletricamente neutras.

Descoberta dos Raios Catódicos - 1875

William Crookes (1832-1919)

Em 1875, William Crookes descobriu a existência dos raios catódicos. Para esta experiência Crookes colocou gases muito rarefeitos (em pressões muito baixas) em ampolas de vidro, o cátodo (polo negativo) junto com o ânodo (polo positivo) geravam voltagens elevadíssimas, o que ocasionava a emissão de raios que foram denominados raios catódicos.

Quando estes feixes são submetidos a um campo elétrico externo de cargas positiva e negativa uniformes, os feixes se desviam em direção à carga positiva. Este fato provou que os raios catódicos eram formados por pequenas partículas negativas, levando a concluir que qualquer outra matéria apresentasse estas partículas. Estas partículas eram os elétrons. Elétrons são partículas de carga negativa presentes em qualquer átomo.

Ampola de Crookes

Descoberta dos Raios Anôdicos ou Canais (prótons) - 1886

Gotthilf-Eugen Goldstein (1850-1930)

Em 1886, Eugen Goldstein fez algumas modificações na experiência de Crookes, adicionou uma placa metálica com furos, no meio da ampola de vidro, que teria a função de um cátodo (polo negativo), usando apenas gás hidrogênio na ampola. Quando o cátodo, que agora se encontra no meio da ampola, e o ânodo geram voltagens elevadíssimas, outros raios surgiram no sentido contrário aos raios catódicos, estes foram denominados de raios anódicos ou raios canais.

Se os raios catódicos são negativos, logicamente os anódicos devem ser positivos, pelo fato de surgirem no sentido contrário aos catódicos. Descobriu-se então uma segunda partícula subatômica, de carga positiva que é capaz de neutralizar os elétrons e tornar as partículas de hidrogênio eletricamente neutras. Estas partículas foram denominadas de prótons.

Prótons são partículas de cargas positivas presentes em qualquer átomo sendo menores que o mesmo.

Ampola de Crookes

Descoberta da Radioatividade - 1896

Antoine Henri Becquerel (1852 – 1908)

A descoberta dos raios X, em 1895, despertou grande interesse entre os investigadores, que ficaram curiosos quanto à possível existência de outras radiações. Levado por essa curiosidade, no ano seguinte, 1896, o físico francês Henri Becquerel descobriu a radioatividade.

Sabia-se naquela época que certas substâncias, quando expostas à luz do Sol, tornavam-se fosforescentes e emitiam luz. Há substâncias que em seu estado normal não emitem luz, mas se forem iluminadas, então passam a emitir uma luz, diferente daquela