EVOLUÇÃO DO MODELO EVOLUÇÃO DO MODELO ATÔMICOATÔMICO

Ciências – QuímicaProfessor Cezão

O Atomismo gregoO Atomismo gregoDemócrito (séc. V a.C.), filósofo grego, sustentou a ideia de que toda a matéria era constituída por partículas muito pequenas e indivisíveis, as quais designou por átomos (do grego, indivisível); a divisibilidade da matéria levava a aceitar a ideia de átomos.

Aristóteles (384-322aC) apresentou as Aristóteles (384-322aC) apresentou as idéias ANTROPOCÊNTRICAS (centradas no idéias ANTROPOCÊNTRICAS (centradas no homem) sobre a estrutura do universo. homem) sobre a estrutura do universo. Seguindo pensadores Gregos anteriores, Seguindo pensadores Gregos anteriores, Aristóteles acreditava que a Terra fosse Aristóteles acreditava que a Terra fosse feita de quatro quantidades: terra, ar, fogo, feita de quatro quantidades: terra, ar, fogo, água.água.

60 a.C- Tito Lucrécio 60 a.C- Tito Lucrécio Caro Caro (poeta romano) (poeta romano) escreveu um longo escreveu um longo poema intituladopoema intitulado De De Rerum Natura Rerum Natura (Sobre a (Sobre a natureza das coisas), natureza das coisas), que divulgou no que divulgou no mundo as ideias de mundo as ideias de Demócrito.Demócrito.

1661 - Robert Boyle criticou a concepção de Aristóteles sobre os quatro elementos (terra, água, ar e fogo) e estabeleceu o conceito de elemento químico – é tudo aquilo que não pode ser destruído por nenhum método conhecido.

O modelo atômico de DaltonO modelo atômico de Dalton Apenas no princípio do séc. XIX (quase dois mil anos depois), o físico e químico inglês John Dalton viria a apresentar um primeiro “modelo” para o átomo. Para Dalton, o átomo era uma pequena esfera maciça, constituinte de toda a matéria. A teoria Atômica de Dalton assentava nas seguintes hipóteses:•A matéria era formada por partículas muito pequenas designadas de átomos;•Os átomos eram indivisíveis e indestrutíveis;•Os átomos de um mesmo elemento eram todos iguais;•Os átomos de elementos diferentes eram diferentes;•Os átomos de diferentes elementos combinavam-se entre si formando compostos.

1834 1834 - - Faraday iniciou estudos sobre a eletrólise – elétron (unidade de carga negativa).

1879 - Willian Crookes fez experiências com raios catódicos e demonstrou que eles exerciam um tipo de ‘pressão’ contra anteparos colocados em seu caminho. Crookes defendeu que os raios catódicos são formados por “pequenas partículas indivisíveis que, com boa garantia, são os supostos constituintes da base da física do Universo”.

• 1880 - Goldstein aprimorou a ampola de Crookes e também fez experimentos com partículas elétricas e chegou a conclusão sobre os raios canais e que os mesmos tinham carga positiva.

Descoberta do próton (Eugen Goldstein)?

No interior da ampola de descarga em gases rarefeitos é colocado um cátodo perfurado. Do cátodo perfurado partem os elétrons ou raios catódicos (representados em vermelho), que se chocam com as moléculas do gás (em azul claro) contido no interior do tubo. Com o choque, as moléculas do gás perdem um ou mais elétrons, originando íons positivos (em azul escuro) que repelidos pelo ânodo, são atraídos pelo cátodo, atravessam os furos e colidem com a parede do tubo de vidro, enquanto os elétrons são atraídos pelo ânodo e ao colidirem com a parede de vidro do tubo produzem fluorescência.   Os raios canais são, na realidade, prótons.

O modelo atômico de ThompsonO modelo atômico de Thompson

• Só por volta de 1850 se coloca a hipótese da existência de uma estrutura interna para o átomo.

• Com efeito, em 1897, o físico inglês Joseph Thompson viria a descobrir o elétron e, em 1904, propõe um novo modelo para o átomo.

• Para Thompson, o átomo teria o aspecto de um “bolo de passas” seria uma esfera maciça de carga positiva, uniformemente distribuída, onde se encontrariam incrustados os elétron com carga elétrica negativa.

Os raios catódicos, quando incidem sobre um anteparo, produzem uma sombra na parede oposta do tubo, permitindo concluir que se propagam em linha reta. 

Os raios catódicos são perpendiculares à superfície do cátodo e a direção deles não depende da posição do ânodo na ampola. Portanto se propagam em linha reta 

Os raios catódicos ao baterem na "ventoinha", fazem-na girar. Essas partículas, portanto, possuem massa e, consequentemente são matéria.

Os raios catódicos movimentam um molinete ou cata-vento de mica, permitindo concluir que são dotados de massa.

O feixe de raios catódicos é atraído por  um campo elétrico positivo. Portanto, os raios catódicos possuem carga negativa

Os raios catódicos são desviados no sentido da placa carregada positivamente, permitindo concluir que são dotados de carga elétrica negativa.

Thompsom demonstrou que, qualquer que seja o gás rarefeito contido no tubo, o comportamento do fluxo luminoso é o mesmo, permitindo concluir que os elétrons ou raios catódicos são iguais para todos os átomos.

Modelo de ThompsonModelo de Thompson

O modelo atômico de RutherfordO modelo atômico de Rutherford

Ernest Rutherford, físico e químico inglês, concebeu, em 1910, um novo modelo atômico com base nas experiências que realizou ao bombardear finas lâminas com partículas a e observou que a maior parte destas partículas atravessavam as lâminas.

http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/essentialchemistry/flash/ruther14.swf

Experimento de Rutherford

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=STlrB2fUxPo

• Este fato levou-o a concluir que a maior parte do espaço atômico é um espaço vazio, com uma pequena região central densa no seu interior, carregada positivamente, que chamou de núcleo. Seria nesta região que se concentrava a maior parte da massa do átomo.

• Os elétrons, por sua vez deveriam girar em torno do núcleo, em órbitas circulares bem definidas, tal como os planetas em volta do Sol.

• Contudo este modelo tinha limitações, não obedecia às leis físicas da Mecânica Clássica.

Modelo de Rutherford

O modelo atômico de Rutherford-Bohr

• Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr propõe, por sua vez algumas alterações ao modelo de Rutherford, a fim de explicar as características dos espectros atômicos.

• Descontinuidade dos espectros atômicos de emissão.• Para Bohr, o átomo possuía um núcleo central e os elétrons

descreviam órbitas circulares, bem definidas e estáveis, em torno do núcleo. A cada órbita correspondia uma determinada energia; a órbita mais interna seria a de menor energia.

• Ao receber energia o elétron poderia “saltar” para uma órbita mais externa e, portanto mais energética. Esse estado excitado do átomo seria um estado instável pois o elétron tenderia a regressar ao seu estado inicial de menor energia.

• Introduzia-se a noção de níveis de energia.

Modelo de Rutherford-BohrModelo de Rutherford-Bohr

NÊUTRONSNÊUTRONS

• Sem carga

Como indica seu nome, o nêutron tem carga elétrica zero. Dá estabilidade ao núcleo atômico. Achado por James Chadwich em 1932.

Num acelerador de partículas subatômicas, a partícula alfa , que é o núcleo do átomo de hélio, com dois prótons e dois nêutrons e número de massa quatro (4), é lançada contra o núcleo do átomo de berílio, com quatro prótons e cinco nêutrons e número de massa nove (9).    Na colisão o átomo de berílio adiciona a partícula alfa e transmuta-se no elemento químico carbono, com seis prótons e sete nêutrons, número de massa treze (13) e que por ser instável, elimina um nêutrons e transmuta-se no carbono estável de número de massa doze (12).

Descoberta do nêutron (Chadwick)Descoberta do nêutron (Chadwick)

O nêutron eliminado, ao atravessar um campo elétrico, não sofre desvio, permitindo concluir que o nêutron é uma partícula que não possui carga elétrica, mas que possui massa praticamente igual a do próton.

Sites consultados• http://iegl.com.br/quimica/particulas.htm• http://www.ca.ufsc.br/qmc/aulas1anos/

raiocatodico/raiocatodico.htm • http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/

essentialchemistry/