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Evolução dos modelos atômicos

por em 03/08/2018 em Ciência, Notícias | Nenhum comentário

Evolução dos modelos atômicos

Na semana da evolução que tal falar de algo que compõem toda a matéria? Vamos falar sobre a evolução do átomo.

Na Grécia antiga dois filósofos chamados Demócrito e Leucipo (450 a.c) levantaram a hipótese  que, se conseguíssemos quebrar um objeto até atingir a menor parte, um pedaço que não poderia mais ser dividido, este pedaço indivisível eles chamaram de átomo. A palavra átomo significa a ‘não’ e tomo ‘parte’,  ‘não parte’ ou  indivisível. Porém, como não houve experimentos para corroborar esta ideia, ela não foi levada adiante.

Em 1803, John Dalton retomando a ideia dos filósofos gregos  desenvolveu uma teoria sobre a estrutura da matéria. Dalton postulou que toda a matéria é formada de minúsculas partículas esféricas, maciças e indivisíveis, os átomos. Este modelo foi chamado de bola de bilhar. A teoria atômica de Dalton ainda dizia que átomos iguais possuem elementos iguais e peso invariável. Átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes. E nas reações químicas os átomos envolvidos permanecem inalterados.

Figura 1: Elenice A. Santos – SlideShare

Em 1897, Joseph John Thompson, ao trabalhar com o seu experimento de ampolas de Crookes, percebeu que, colocando um campo elétrico externo próxima à ampola, os raios se desviavam para a placa positiva. Mostrando que os átomos tinham partículas negativas. Thompson  postulou, então, como a natureza da matéria é neutra, os átomos teriam uma parte positiva que anularia as partículas negativas. Este modelo ficou conhecido como o modelo atômico de Thompson, ou popularmente o pudim de passas.

Figura 2 – Mundo da educação.

Com a descoberta da radioatividade do polônio pelo casal Currie, Ernest Rutherford e Pierre Currie constroem um experimento para analisar as emissões radioativas deste elemento. O experimento consistia em bombardear uma fina folha de ouro com partículas alfas de polônio.

Em 1911, Ernest obteve um resultado que aperfeiçoou o modelo anterior de Thompson.  Ele observou três fenômenos: algumas partículas atravessam direto a folha, algumas eram rebatidas e algumas sofriam desvio.

As partículas que atravessam a folha indicava para Thompson que o átomo poderia ter espaços vazios. As partículas que eram rebatidas indicavam que o núcleo poderia ser pequeno e denso. Já as partículas que sofriam desvio indicavam que o núcleo poderia ser positivo. Então Rutherford postulou que o átomo seria composto por um núcleo contendo partículas positivas, as quais equilibram as partículas negativas (elétrons).Thompson acreditava ainda  que os elétrons realizavam órbitas helicoidais em altas velocidades ao redor do núcleo, na região denominada eletrosfera. Estava criado o modelo atômico de Rutherford ou o modelo atômico ’sistema solar’.

 

Figura 3 – Munda da educação.

Rutherford conheceu Niels Bohr na Universidade de Cambridge e os dois começaram a pesquisar mais a fundo o modelo atômico.

Em 1913, Bohr desenvolveu um experimento que propunha um novo modelo atomico baseado no modelo de Rutherford, porém sofisticado. O experimento consistia em excitar eletricamente um feixe de luz fazendo ele passar por um gás, que era analisado por um espectroscópio. Os resultados mostraram um conjuntos de linhas e alguns espaços vazios.

Figura 4 – Luís Timoteo. SlaideShare

Baseado na teoria quântica de Planck (1900), Bohr postulou que os elétrons, ao orbitarem ao redor do núcleo, não obedecem a mecânica clássica, emitindo energia contínua, e sim a mecânica quântica, emitindo energia em blocos de energia determinados, ou em quantum de energia.

Explicou Bohr que os elétrons movem-se em órbitas bem definidas, órbitas estacionarias ( K, L, M, N, O, P e Q). Estas órbitas possuem energias fixas e podem ter  uma certa quantidades máxima de elétrons por camada.

Quando o elétron está se movendo em sua própria camada, ele está em seu estado de menor energia. Porém para que seja excitado e mova-se de sua órbita, o elétron precisa receber um quantum de energia específico.

Saltando de uma órbita mais interna para uma órbita mais externa, o elétron recebe energia. E, ao voltar para sua órbita de origem, o elétron emite energia em forma de luz.

Por meio da análise do espectro eletromagnético emitidos saltos dos elétrons, podemos identificar os elementos que compõe o gás observado.

O modelo atômico de Bohr ficou conhecido como modelo de Rutherford – Bohr.

Figura 5 – PUC-PR

Em 1924,  Louis de Broglie, partindo dos postulados de Planck e Einstein sobre a dualidade da luz como onda-partícula, disse que o elétron não poderia ser considerado uma partícula, pois possui propriedades de onda.

Em 1926, Erwin Schrödinger tentou calcular a posição exata dos elétrons, porém obteve ‘somente’ uma equação, a equação de Schrodinger, responsável por calcular a probabilidade de um elétron estar em uma dada região da eletrosfera. Esta região, ele chamou de orbital. Este modelo foi chamado de modelo de nuvem eletrônica.

Figura 6 – Autor desconhecido

Schrodinger definiu que cada elétron de  um átomo possui um conjunto de quatro números quânticos, que determinam a energia e o formato da nuvem eletrônica deste átomo. Os números quânticos são:

1- Número quântico principal ou n, definido cada número pelas camadas (K, L, M, N, O, P, Q);

n 1 2 3 4 5 6 7
K L M N O P Q

2 – Número quântico secundário ou as sub camadas (l – s, p, d,f);

  

3 – Número quântico magnético (-l, 0, +l) .

Subnível s: 0

Subsível p: -1 0 1

Subsível d: -2 -1 0 1 2

Subsível f: -3 -2 -1 0 1 2

4-  Número quântico spin (-½ e +½ ) , que indica o giro do elétron.

Figura 7 – Autor desconhecido

Aposto que você não havia pensado que o modelo atômico também havia passado por uma evolução tão grande, não é?

E assim terminamos o nosso texto que demonstra de uma forma simplificada a evolução do modelo atômico desde a grécia antiga até o modelo hoje aceito pela academia.

 

REFERÊNCIAS

TIPLER – volume 3 – cap 36 –  Física Moderna

https://pt.slideshare.net/Erlenmeyer/evoluo-do-tomo

https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/evolucao-dos-modelos-atomicos.htm

https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/explicacao-dalton-para-as-leis-ponderais.htm

https://www.ebiografia.com/john_dalton/

https://www.vestibulandoweb.com.br/quimica/teoria/modelo-atomico-atual.asp

https://www.todamateria.com.br/modelo-atomico-de-bohr/

 

Figuras

https://pt.slideshare.net/eebpaulobauer/apresentao-modelos-atmicos-elenice

https://pt.slideshare.net/MarioTimotius/modelo-de-bohr-11322935

https://www.youtube.com/watch?v=RkEjD5DWYuM

https://www.emaze.com/@AZZFRROF/Presentation-Name-copy1