Modelos Atómicos

MODELOS ATÔMICOS

Davi José Vasconcelos Froes

Como num prédio, feito de tijolos e cimento, a matéria é formada por partículas muitíssimo pequenas, invisíveis a olho nu.

Desde muito cedo o homem teve curiosidade de descobrir do que é feito a matéria, Teoria Atômica Clássica.

Tudo começa com Demócrito de Abdera que afirmava que a matéria é formada por partículas indivisíveis que em grego significa átomo.

Demócrito achava que existia na natureza uma infinidade de átomos diferentes: alguns arredondados e lisos, outros irregulares e retorcidos. E precisamente porque suas formas eram tão irregulares é que eles podiam ser combinados para dar origem aos corpos mais diversos. Independentemente, porém do número de átomos e de sua diversidade, todos eles seriam eternos, imutáveis e indivisíveis.

Muitos séculos depois de Demócrito de Abdera começaram a fazer experiências em cima de experiências e nomes como Galileu Galilei, Robert Boyle, Daniel Bernoulli, Antoine Laurent Lavoisier, Louis Joseph Proust, Joseph Louis Gay- Lussac, Lorenzo Romano Amadeu Avogrado, fizeram a ciência progredir muito.

Porém, foi com John Dalton quem deu a teoria atômica uma sólida base experimental, com seus estudos sobre gases e reações químicas.

Ele chegou, com suas experiências, ao que podemos considerar como a prova indireta da existência indireta do átomo.

Por isso, é atribuída a Dalton a primeira ideia científica de átomo.

Em 1808, deu expressão final aos postulados de sua teoria atômica que possam assim ser resumidos:

• “A matéria é constituída de átomos tão pequenos que não podemos vê-los.”

• “Os átomos de um mesmo elemento químico são idênticos em massa e em todas as outras propriedades.”

• “Diferentes elementos são constituídos de diferentes tipos de átomos, de massas diferentes.”

• “Os átomos são indestrutíveis e as reações químicas não passam de reorganização desses átomos.”

• Em “uma combinação química, os átomos unem-se entre si em várias proporções, mas conservando suas respectivas massas.”.

Atualmente, a ideia de átomo está bastante modificada. Isso não diminui ou invalida o feito de Dalton. Apesar de seu modelo ser muito simples e apresentar muitas incorreções, constitui um ponto de partida de importantes conquistas no campo da estrutura da matéria.

O átomo para a ciência constitui-se num problema, muito semelhante ao de uma bolsa fechada que contenha alguma que não sabemos o que é. Não vemos o átomo, porém há evidências de sua existência.

Em fins do século XIX e começo do século XX, JJ Thomson fazia experiências com descargas elétricas em gases rarefeitos, essas experiências além de levarem à descoberta da primeira partícula atômica, o elétron, levaram a um novo modelo atômico. Este seria semelhante a um pudim de passas, isto é, uma esfera positiva com cargas negativas espalhadas no seu interior, em número suficiente para tornar o conjunto neutro, além de compacto, todo cheio de matéria.

Para compreendermos como Thomson descobriu o elétron, em 1875 o físico Inglês William Crookes, estudando as propriedades elétricas de materiais, realizou uma experiência com gases rarefeitos no interior de ampolas de vidro. Um gás (mal condutor de eletricidade), ao ser colocado no interior da ampola e submetido a uma baixa pressão, torna-se um bom condutor de eletricidade.

Ao se aplicar uma alta voltagem entre os eletrodos, uma carga elétrica é provocada no gás e um fluxo luminoso é observado partindo do catodo em direção à parede oposta da ampola. Esse fluxo luminoso é denominado raio catódico.

Ao ser aplicado um campo elétrico externo, os raios catódicos são desviados para a placa positiva, o que evidencia que eles apresentam uma carga elétrica negativa. Esse desvio tem sempre o mesmo comportamento, qualquer que seja o gás presente no interior da ampola.

Com esse tipo de experimento, os cientistas chegaram à conclusão de que os raios catódicos são constituídos por partículas negativas existentes em qualquer espécie de matéria. Assim estava demonstrada a existência de uma partícula subatômica, contrariando a teoria de Dalton de que o átomo seria indivisível.

Na realidade, Stoney, em 1891, já havia dado a essas partículas o nome de elétrons, porém foi Thomson, que por meio de descargas elétricas a baixíssimas pressões (alto vácuo) mostrou que a partícula existia. Ele é considerado, portanto, o descobridor do elétron.

Em 1886, Goldstein, usando uma ampola de Crookes modificada contendo um gás a baixa pressão, observou um foco luminoso (raios) surgir atrás de um catodo perfurado, proveniente de um anodo. Esses raios foram denominados por ele de raios anódicos ou canais. Esses raios são desviados para placa negativa quando na presença de um campo elétrico externo a ampola, demonstrando assim que eles possuem carga elétrica positiva. Na realidade, esses raios são constituídos pelo que resta dos átomos do gás após terem sido arrancados seus elétrons pela ação da descarga elétrica em alto vácuo. (baixa pressão).

Entre os gases utilizados nas experiências, o hidrogênio produziu raios canais com o menos desvio e menor massa ao ser aplicado um campo elétrico externo á ampola. Assim foi sugerida a existência de uma segunda partícula subatômica, denominada próton.

Qual seria a estrutura do átomo?

Para responder a essa e outras perguntas que intrigavam os cientistas da época, Thomson propôs um modelo para o átomo, apresentando-o como uma esfera gelatinosa de carga elétrica positiva na qual os elétrons, negativos e muito menores, estariam incrustrados, neutralizando a carga positiva.

Os químicos e físicos da época utilizaram esse modelo até que as experiências realizadas pelo cientista Ernest Rutherford (1911) demonstraram que o modelo atômico proposto por Thomson não mais poderia ser aceito.

Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro, com uma espessura aproximada de 0,0001 cm(10.000 átomos), com partículas