MODELOS ATÔMICOS

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MODELOS ATÔMICOS 
 
RESUMO 
Atomística = estudo do átomo 
 
A ideia de átomo que temos hoje é uma evolução de uma série de modelos anteriores. 
Cada um acrescentou um pouco aos conceitos. 
 
A ideia da constituição da matéria iniciou antes de Cristo. A humanidade sempre 
buscou entender a matéria. Escola Atomista surge na antiguidade, com Leucipo e 
Demócrito. O último afirma: “Não existe nada além de átomo e espaço vazio”. Átomo = 
indivisível, pedaço indivisível de qualquer material se cortado múltiplas vezes até tal 
pedaço. 
 
História do átomo por seus principais pensadores: Filósofos, Dalton, Thomson, 
Goldstein, Rutherford, Chadwick, Bohr, Sommerfeld. 
 
Como cada ideia veio a suprir demandas das ideias anteriores? 
 
→ Ideia inicial, na antiguidade, não teve base científica e não foi considerada um 
modelo atômico 
 
Dalton (primeiro modelo) 
Postulados a partir de experimentos 
→ Todo material é formado por pequenas partículas chamadas átomos, considerados 
indivisíveis (propõe com base em dados experimentais). 
 
→ Esfera maciça, indivisível, indestrutível, eletricamente neutra, totalmente robusta. 
 
→ Quantidade pequena de átomos de elementos diferentes. Átomos do mesmo 
elemento possuem massa, tamanho e propriedades iguais. Elementos diferentes, 
propriedades, massa e tamanho diferentes (surge ideia dos elementos). 
 
→ Átomo composto (conceito de molécula que conhecemos). Constituem as matérias 
em proporções de números inteiros e pequenos (1:1; 2:2; 1:3). 
 
→ Para transformar uma matéria em outra há rearranjo (reorganização) de átomos 
 
→ Problemas 
- Ideia de átomo composto (pela lei ponderal de Gay-Lussac). 
 
- Não sabia-se explicar os efeitos elétricos da matéria em um modelo de átomo neutro, 
indivisível e maciço (incompleto) 
 
Modelo de Dalton ficou conhecido como ‘bola de bilhar’. 
 
Thomson (segundo modelo) 
Vem para explicar a natureza elétrica da matéria 
 
Experiência com tubo de Crookes (ou ampola de Crookes) 
 
Ampola de vidro com dois eletrodos ligados a uma bateria com pólos negativo (cátodo) 
e positivo (ânodo); fez-se vácuo, inseriu H2 na ampola e observou o surgimento de raios 
catódicos; tentou entender os raios adicionando um anteparo e notou sombra exatamente 
paralela ao objeto; conclusão: raios caminhavam retilineamente; segundo experimento: 
inseriu algo semelhante a um cata-vento; cata-vento girava: algo, nos raios, apresentava 
massa; aplicou, por duas barras (uma + e outra -), ddp e observou desvio da trajetória 
dos raios com inclinação para o lado positivo. 
 
Conclusões sobre os raios: 
1) trajetória retilínea 
2) possuem massa 
3) carga negativa 
4) propõe razão massa-carga 
 
Thomson é o pai do elétron: Descobriu o elétron (raios catódicos) 
 
→ Modelo: Fluido positivo (com carga +) com elétrons incrustados. Semelhante a um 
pudim de passas, onde a massa tinha cargas positivas e as passas eram os elétrons. 
 
Goldstein 
Usou mesmo experimento de Thomson e descobriu que eletrodo tinha buracos e que 
alguma partícula voltava no sentido contrário dos elétrons e fazia “feridas” no eletrodo. 
Chamou de prótons. 
 
Estimulou Rutherford a provar que Thomson estava certo. Surge experimento de 
Rutherford. 
 
Rutherford (terceiro modelo atômico) 
Inseriu o elemento Po (Polonio), sabidamente radioativo na época, em uma caixinha de 
Pb (Chumbo). Partículas alfa, provenientes do polônio, bombardeavam uma lâmina fina 
de ouro que era cercada por uma tela reveladora. Caso Thomson estivesse certo, nada 
passaria pela lâmina de ouro, já que o átomo era contínuo e não tinha espaço vazio. 
Nada, em teoria, deveria ser revelado na lâmina de sulfeto de zinco. 
 
Resultados: Houve impressão na lâmina em posições que mostravam percursos 
diferentes das partículas (caminhos sem e com desvios de trajetória das partículas alfa). 
 
Matéria não era descontínua, havia grandes espaços vazios (partículas passavam sem 
desvios) e algo, positivamente carregado, que mudava a trajetória das partículas. 
 
Conclusão de Rutherford: Átomo é grande vazio com algumas regiões de carga positiva 
(núcleo) e a eletrosfera (com elétrons). 
 
Descobriu razão entre núcleo e eletrosfera: 10 mil a 100000 vezes maior que o núcleo. 
Proporção próxima a de uma bola de tênis e o estádio do Maracanã. 
 
Seu modelo ficou conhecido como ‘Sistema Planetário’. O Núcleo seria o sol e os 
elétrons, os planetas. 
 
Chadwick 
Questionamento do modelo de Rutherford: Como poderia haver estabilidade do átomo 
se cargas positivas ficavam juntas no núcleo? Incompatível com conceitos de 
eletricidade da época. 
 
Deve ter algo entre os prótons que estabilizam o núcleo, separando as cargas positivas, 
que teria carga neutra. Surge a ideia do nêutron. 
 
Tabela das partículas 
 Massa Carga 
Prótons 1 + 
Nêutrons 1 ø 
Elétrons 1/1836 - 
 
Bohr ou Rutherford-Bohr (quarto modelo) 
Insatisfações com o modelo anterior: Elétrons iriam colidir com o núcleo, teriam que ter 
certa quantidade de energia própria (quantum de energia) em suas órbitas para que isso 
não aconteça. As órbitas apresentariam quantidade de energia definidas e elétrons com 
aquela energia ocuparia tal espaço. 
 
Camadas com letras identificariam a camada e sua distância ao núcleo: K, L, M, N, O, 
P, Q. Quanto mais externo for o nível, maior será sua energia. 
 
Se elétron ganha energia, ele absorve-a e salta para uma camada mais externa que 
comporta seu novo nível de energia. O estado novo é instável e a tendência é que o 
elétron volte ao nível anterior. Retorno acontece com emissão de energia na forma de 
fóton (luz). Essa transição dos elétrons explica fenômenos como os dos fogos de 
artifício e a cor gerada por alguns elementos ao serem expostos a uma chama. 
 
Sommerfeld 
Último modelo do ensino médio 
 
→ Trajetórias elípticas dos elétrons. 
→ Cada camada é dividida em subníveis ou subcamadas. 
 
Um núcleo com elétrons girando em trajetória elíptica 
 
O átomo hoje 
Duas regiões importantes: 
→ Núcleo: espaço onde temos prótons e nêutrons. Densa e contendo toda a massa do 
átomo 
 
→ Eletrosfera: espaço com elétrons. Gera o tamanho do átomo. 
 
Como identificar um átomo: por um número chamado número atômico (que identifica o 
número de prótons de um átomo), o “RG” do átomo. Carga no núcleo, associada ao Z, 
determina boa parte docomportamento do átomo. 
 
→ Partículas onda 
 
Partículas de dimensões atômicas têm propriedades duais, ora se comportam como 
partícula (ao colidirem com anteparos, por exemplo), ora como onda (ao se propagarem, 
exemplo). O elétron tem esse comportamento.