Modelos Atômicos Científicos

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Monique Araujo 
Modelos Atômicos Científicos 
John Dalton 
 Foi quem propôs o primeiro modelo atômico da era moderna, em seu 
trabalho publicado em 1803, chamado Absorption of Gases by Water and Other 
Liquids, onde enunciava a lei das pressões parciais (lei de Dalton), e 
reintroduzia o conceito de átomos como partículas indivisíveis. 
Com os resultados dos seus experimentos em 1803, 
Dalton desenvolveu seu modelo atômico onde o 
átomo seria uma minúscula esfera maciça, 
contínua, indivisível e neutra, conhecida como 
“modelo de bola de bilhar”; para Dalton, todos os 
átomos de um mesmo elemento químico são 
idênticos. 
Apesar de simples, o modelo de Dalton fez com que outros passassem a 
considerar a ideia dos átomos novamente, já que em 1810 foram publicados 
testes de comprovação da lei das pressões parciais. 
Joseph John Thompson 
 Suspeitava que os átomos tinham uma estrutura interna formada por 
partículas carregadas antes mesmo da estrutura atômica ser confirmada. 
Algumas evidências observadas em 1900 o levaram a isso: 
Experiência de Faraday Sobre Eletrólise 
 Detectava a presença de partículas carregadas, ou íons em soluções. 
Emissão de Radiação pela Matéria 
 Indicava a existência de alguns tipos de oscilações de cargas no interior 
de sistemas atômicos. 
Fenômenos Radioativos 
 Demonstravam a habilidade de alguns elementos emitirem partículas 
carregadas. 
O elétron é a partícula carregada mais importante na formação da estrutura da 
matéria e ela foi identificada por Thompson em 1897 através de medições 
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precisas da razão entre a carga (e) e a massa (m) do elétron (em). Thomson 
identificou o elétron observando feixes de partículas carregadas, submetidas a 
campos elétricos e magnéticos, em um tubo de raios catódicos. 
A carga negativa do elétron foi identificada observando a deflexão do feixe 
quando submetido aos campos elétricos e magnéticos transversais. Thomson 
determinou a razão e/m atuando no valor do campo elétrico aplicado, até que as 
forças elétrica 
e magnética 
ficassem 
iguais. Essa 
condição é 
alcançada 
quando a 
deflexão do 
feixe deixa de 
ser observada em uma tela fosforescente. Nas condições de equilíbrio, os átomos 
são neutros e, nesse caso, o número de cargas negativas é igual ao número de 
cargas positivas. Como a massa do elétron é muito menor do que a massa do 
átomo, praticamente toda a massa do átomo deveria estar associada à massa 
das cargas positivas. 
Com essas considerações, Thomson propôs o seu 
modelo atômico, segundo o qual os elétrons 
estariam localizados no interior de uma 
distribuição contínua de carga positiva. Para 
ele, a forma da distribuição da carga positiva 
deveria ser esférica, de diâmetro de ordem de 10-
10 metros, obtido a partir da densidade de um 
sólido e do número de Avogadro. Por causa de 
repulsões mútuas, os elétrons estariam 
uniformemente distribuídos na esfera de carga 
positiva, em uma configuração conhecida como 
“pudim de ameixas”. 
Thomson esperava que as frequências observadas luz poderia ser explicadas a 
partir de movimentos periódicos dos elétrons no interior da esfera carregada 
positivamente; entretanto, essa concepção não estava correta, como foi 
demonstrada em estudos posteriores. 
Monique Araujo 
Ernest Rutherford 
 Ex-aluno de Thomson, demonstrou definitivamente a inviabilidade do 
modelo atômico de Thomson. Rutherford sabia que 
as partículas alfas (a) eram átomos de hélio 
duplamente ionizados, ou seja, possuíam dois 
elétrons retirados. Rutherford estudou o 
espalhamento de partículas a por películas 
metálicas delgadas usando uma montagem 
experimental. 
As partículas são emitidas por uma fonte 
radioativa e colimadas por um par de diafragmas 
de chumbo. Com esse procedimento, forma-se um 
feixe de N0 partículas a por unidade de tempo que, ao atingir 
perpendicularmente a superfície metálica delgada, passa por meio dela sem 
grandes dificuldades. 
O modelo atômico de Thomson pode ser 
analisado teoricamente por meio de uma 
formulação estatística do espalhamento de 
partículas Φ em átomos de Thomson. Pode-
se supor o espalhamento de uma partícula 
Φ de um ângulo Φ, por um único átomo de 
Thomson. 
Ao longo de toda espessura I da 
película metálica, o 
ângulo de espalhamento 
Φ pode variar de zero a 
180º. Utilizando a teoria 
estatística conhecida 
como random Walk1, é 
 
1 Caminhada aleatória. 
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possível fazer previsões sobre a distribuição dos ângulos de espalhamento Φ 
das partículas Φ, em uma película metálica formada por átomos de Thomson. 
De acordo com essa teoria, o número de partículas a, por unidade de tempo, 
espalhadas no intervalo angular entre Φ e Φ + d Φ, é: 
Nessa última equação, n é o número total de átomos espalhados e Φeff = (Φ), é o 
valor efetivo do ângulo de espalhamento por um único átomo espalhado, 
correspondente a N ≈ 0,68Nmax, onde Nmax é o valor máximo de N e (Φ) representa 
o valor médio. 
Valores de ângulos de espalhamento Θ podem ser calculados hipoteticamente 
incidindo partículas a, uma a uma, em um átomo de Thomson. De posso de um 
conjunto grande desses valores, é possível determinar o valor máximo de Θ e o 
valor efetivo de Φeff. 
Com o objetivo de comparar os resultados teóricos obtidos com o modelo de 
Thomson, Rutherford realizou uma série de experimentos de espalhamento de 
partículas utilizando uma película de ouro de espessura de 1 micrometro. 
Os experimentos de Rutherford consistiam na contagem do número N de 
partículas, por unidade de tempo, para vários ângulos de espalhamento. De 
posse de um grande número de medidas, Rutherford concluiu que o ângulo 
efetivo Φeff é ~ 1º. 
Mas por outro lado, concluiu que o número de partículas espalhadas em 
ângulos, maiores que 90º é 10-4N0, o que está em total desacordo com a previsão 
teórica, próxima de zero, obtida do modelo atômico de Thomson. 
Baseado no fato de que algumas partículas a 
poderiam ser espalhadas por ângulos maiores 
do que 90º, em 1911, Rutherford propôs um novo 
modelo atômico. Nele, toda a carga positiva do 
átomo (sua massa) estaria concentrada em 
uma pequena região denominada de núcleo. 
Seu modelo ficou conhecido como “planetário 
dos átomos”. 
Se a partícula passasse suficientemente 
próxima ao núcleo, devido a uma forte 
repulsão coulombiana, poderia ser espalhada 
por um ângulo grande, mesmo que atravessasse um único átomo. Rutherford 
usou seu modelo para calcular a distribuição angular esperada no 
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espalhamento de partículas para o caso de Ângulos grandes. Assim, o 
espalhamento poderia ser atribuído somente à força coulombiana repulsiva 
com o núcleo atômico. 
Além disso, os cálculos de Rutherford consideravam somente espalhamentos 
por átomos pesados, de modo que o núcleo não recuasse e nem fosse penetrado 
durante o espalhamento.