Bohr

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<p>B</p><p>Niels	Bohr</p><p>O	ÁTOMO	EM	SUA</p><p>MENOR	PARTE</p><p>ELE	FOI	UM	DOS	MAIORES	FÍSICO-QUÍMICOS	DO	SÉCULO	XX	E</p><p>PROPÔS</p><p>O	MODELO	DE	“SISTEMA	SOLAR”	DE	ESTRUTURA	ATÔMICA,	NO</p><p>QUAL</p><p>OS	ELÉTRONS	ORBITAM	O	NÚCLEO	CENTRAL</p><p>ohr	 era	 um	 pensador	 inspirado,	 com	 um	 imenso	 poder	 de</p><p>concentração.	Ele	era	dedicado	ao	seu	trabalho	e	conhecido	pela</p><p>persistência,	 mas	 também	 pela	 generosidade	 e	 afabilidade.	 Um</p><p>colega	 estudante	 escreveu	 sobre	 ele,	 em	 1904:	 “É	 muito</p><p>interessante	conhecer	um	gênio,	e	eu	conheço;	estou	com	ele	todo	dia.	Falo</p><p>de	Niels	Bohr…	além	de	tudo,	é	o	melhor	e	mais	modesto	ser	humano	que</p><p>se	pode	imaginar”.	Seu	espírito	humanitário	ficou	mais	eveidente	no	fim	da</p><p>vida,	quando	fez	campanha	contra	a	corrida	nuclear.</p><p>Bohr	recebeu	um	Nobel	de	Física	por	seu	trabalho	revolucionário	sobre	a</p><p>estrutura	do	átomo.	O	elemento	bóhrio	foi	batizado	em	sua	homenagem,	e</p><p>o	Instituto	de	Física	Teórica	de	Copenhague,	que	ele	dirigiu,	foi	renomeado</p><p>em	sua	memória.</p><p>INÍCIO	DA	VIDA</p><p>Niels	 Bohr	 nasceu	 em	 7	 de	 outubro	 de	 1885,	 na	 mansão	 de	 sua	 avó</p><p>materna,	mulher	de	rica	e	influente	família	de	banqueiros	judeus.	Seu	pai,</p><p>Christian	Bohr,	foi	professor	de	fisiologia	na	Universidade	de	Copenhague.</p><p>Niels	cresceu	cercado	por	discussões	intelectuais	e	cultura.	Mais	tarde,	ele</p><p>diria	que	as	discussões	filosóficas	entre	os	amigos	de	seu	pai	o	inspiraram	a</p><p>buscar	princípios	unificadores	do	 conhecimento	humano	–	busca	 em	que</p><p>certamente	foi	bem-sucedido,	aplicando	a	teoria	quântica	à	química.</p><p>Bohr	 não	 era	 academicamente	 excepcional,	 mas	 era	 bom	 no	 futebol,</p><p>assim	como	seu	irmão	Harald,	que	participou	das	Olimpíadas	de	1908.	Eles</p><p>foram	 inseparáveis	 por	 toda	 a	 vida.	 Algumas	 das	 descobertas	 de	 Niels</p><p>A</p><p>foram	 relatadas	 primeiro	 a	 Harald,	 nas	 cartas	 que	 trocavam</p><p>frequentemente.</p><p>UM	INÍCIO	PROMISSOR</p><p>Bohr	 estudou	 na	 Universidade	 de	 Copenhague,	 mas,	 como	 não	 havia</p><p>laboratório	de	física	na	instituição,	desenvolvia	trabalhos	experimentais	no</p><p>laboratório	de	fisiologia	do	pai.	Em	1906,	ele	recebeu	a	medalha	de	ouro	da</p><p>Real	 Academia	 Dinamarquesa	 de	 Ciências	 por	 sua	 medição	 da	 tensão</p><p>superficial	da	água.</p><p>Bohr	 completou	 seu	 doutorado	 (Ph.D)	 em	1911	 e	 foi	 para	 a	 Inglaterra,</p><p>com	 a	 intenção	 de	 trabalhar	 com	 J.	 J.	 Thomson	 na	 Universidade	 de</p><p>Cambridge.	No	 entanto,	 os	 dois	 não	 se	 deram	bem	e	Bohr	 procurou	uma</p><p>saída.</p><p>Ernest	 Rutherford	 havia	 acabado	 de	 publicar	 sua	 descoberta	 de	 que	 a</p><p>maior	parte	da	massa	de	um	átomo	está	no	núcleo	(o	centro).	Ele	esteve	em</p><p>Cambridge	 para	 uma	 palestra	 e	 Bohr	 foi	 ouvi-lo,	 ficando	 muito</p><p>impressionado.</p><p>Quando	 Bohr	 visitou	 um	 amigo	 de	 seu	 pai	 em	 Manchester,	 um	 mês</p><p>depois,	Rutherford	foi	convidado	para	jantar.	O	encontro	foi	um	sucesso	e,</p><p>em	 março	 do	 ano	 seguinte,	 Bohr	 se	 juntou	 à	 equipe	 de	 Rutherford,	 em</p><p>Manchester,	que	trabalhava	na	estrutura	do	átomo.	Os	dois	desenvolveram</p><p>uma	amizade	para	toda	a	vida.</p><p>O	ÁTOMO	QUÂNTICO</p><p>principal	diferença	no	modelo	de	estrutura	atômica	de	Bohr	era	que	os	elétrons	ocupavam</p><p>órbitas	distintas,	ou	níveis,	em	vez	de	rodopiar	erráticos	e	em	nuvem	em	volta	do	núcleo.</p><p>Um	elétron	 pode	 pular	 entre	 duas	 órbitas,	mas	 nunca	 ficar	 entre	 elas.	 A	 passagem	para	 uma</p><p>órbita	mais	distante	ou	mais	próxima	está	ligada	à	absorção	ou	perda	de	energia.</p><p>A	órbita	mais	interna	pode	conter	até	dois	elétrons;	a	seguinte,	até	oito.	Se	uma	órbita	mais</p><p>interna	 não	 estiver	 cheia,	 um	 elétron	 de	 uma	mais	 externa	 poderá	 pular	 para	 ela.	 Energia	 é</p><p>liberada	na	forma	de	luz	(fótons)	quando	isso	acontece.	A	quantidade	de	energia	liberada	é	fixa</p><p>–	um	quantum.</p><p>Os	espectros	de	emissão	do	hidrogênio	–	linhas	que	mostram	a	luz	liberada	pelo	hidrogênio</p><p>quando	 bombardeado	 por	 partículas	 alfa	 –	 forneceram	 provas	 para	 o	modelo	 de	 Bohr.	 A	 luz</p><p>indicativa	dos	espectros	de	emissão	é	emitida	em	padrões	regulares	à	medida	que	os	elétrons</p><p>das	moléculas	de	hidrogênio	se	movem	entre	as	órbitas.</p><p>UM	NOVO	ÁTOMO</p><p>Enquanto	 esteve	 em	Manchester,	Bohr	 trabalhou	 com	a	 teoria	 quântica</p><p>desenvolvida	por	Einstein	e	Planck	para	explorar	as	próprias	teses	sobre	a</p><p>estrutura	atômica	e	consertar	as	 falhas	que	via	no	modelo	de	Rutherford.</p><p>Apesar	 de	 o	 modelo	 representar	 um	 grande	 salto	 à	 frente,	 ele	 não</p><p>funcionava	 bem.	 No	 átomo	 de	 Rutherford,	 os	 elétrons	 se	 moviam</p><p>lentamente,	em	espiral,	em	direção	ao	centro,	ou	poderiam	ser	 tirados	de</p><p>posição	por	uma	partícula	positiva	próxima.</p><p>Bohr	deixou	Manchester	após	seis	meses	e	voltou	a	Copenhague,	onde	se</p><p>casou	com	a	noiva,	Margrette	Norlind,	em	1912.	Eles	 teriam	seis	 filhos.	O</p><p>quarto,	 Aage,	 seguiria	 o	 pai	 na	 física	 e	 ganharia	 seu	 próprio	 Nobel,	 em</p><p>1975.	 Em	 Copenhague,	 Bohr	 continuou	 trabalhando	 em	 sua	 teoria	 do</p><p>átomo,	publicando-a	em	 três	artigos	na	 Inglaterra,	 em	1913.	Foi	por	essa</p><p>explicação	 da	 estrutura	 atômica	 que	 ele	 recebeu	 o	 Nobel,	 em	 1922.	 Seu</p><p>trabalho	 se	 tornou	a	 fundação	da	mecânica	quântica,	 que	 se	desenvolveu</p><p>nos	anos	1920,	principalmente	em	torno	de	seu	instituto,	na	Dinamarca.</p><p>Em	 1914,	 Bohr	 assumiria	 uma	 segunda	 cátedra	 de	 física	 teórica	 em</p><p>Copenhague,	 mas	 a	 Primeira	 Guerra	 Mundial	 adiou	 a	 criação	 do	 posto.</p><p>Rutherford,	então,	ofereceu-lhe	um	posto	de	reader	(professor	assistente)</p><p>por	dois	anos	em	Manchester.	Ele	e	a	esposa	fizeram	uma	perigosa	jornada</p><p>marítima	 no	 meio	 da	 guerra	 para	 aceitar	 o	 cargo.	 O	 posto	 lhe	 deu	 a</p><p>oportunidade	 de	 continuar	 sua	 pesquisa	 sem	 ter	 de	 dedicar	 tempo	 ao</p><p>ensino.	Ele	voltou	à	Dinamarca	e,	em	1921,	tornou-se	presidente	do	recém-</p><p>estabelecido	 Instituto	 de	 Física	 Teórica	 (patrocinado	 pela	 cervejaria</p><p>Carlsberg).</p><p>DESCOBRINDO	OS	ELEMENTOS</p><p>Além	de	seu	trabalho	na	teoria	quântica,	Bohr	investigou	as	implicações</p><p>de	seu	modelo	de	estrutura	atômica	na	tabela	periódica	dos	elementos.	Ele</p><p>mostrou	que	as	características	de	um	elemento	poderiam	ser	atribuídas	e</p><p>até	previstas	pela	 configuração	dos	elétrons	em	seus	átomos,	 e,	portanto,</p><p>por	sua	posição	na	tabela	periódica.</p><p>Em	1927,	Heisenberg	publicou	seu	princípio	da	incerteza,	segundo	o	qual</p><p>é	impossível	medir	a	posição	e	a	energia	de	uma	partícula,	já	que	a	própria</p><p>medição	a	afetará	e,	portanto,	alterará	seu	estado.	Em	setembro	do	mesmo</p><p>ano,	 Bohr	 levou	 em	 conta	 o	 princípio	 de	 Heisenberg	 na	 explicação	 do</p><p>conceito	 de	 complementaridade.	 Albert	 Einstein	 tinha	 dúvidas	 quanto	 à</p><p>nova	 interpretação	de	Bohr	da	 teoria	quântica,	 apesar	de	 essa	versão	 ter</p><p>prevalecido.	 Os	 dois	 debateram	 a	 questão	 por	 muitos	 anos	 e,	 apesar	 de</p><p>Einstein	nunca	 ter	 concordado	 com	ele,	Bohr	 reconheceu	o	 enorme	valor</p><p>das	|discussões	no	refinamento	de	suas	ideias.	Em	1927,	ele	escreveu	que</p><p>C</p><p>“qualquer	um	que	não	se	choque	com	a	teoria	quântica	não	a	entende”.</p><p>A	ESTRUTURA	ATÔMICA	E	A	QUÍMICA	DOS	ELEMENTOS</p><p>ada	 um	 dos	 elementos	 possui	 um	 número	 atômico,	 começando	 pelo	 hidrogênio,	 com</p><p>número	atômico	1.	O	número	atômico	corresponde	à	quantidade	de	prótons	nos	átomos	do</p><p>elemento.	Bohr	já	havia	mostrado	que	os	elétrons	ocupam	órbitas	fixas	ao	redor	do	núcleo	do</p><p>átomo.	Os	átomos	fazem	o	possível	para	ter	um	nível	(órbita	permitida)	externo	completo,	o	que</p><p>lhes	permite	ter	estrutura	estável.</p><p>Eles	 podem	 compartilhar,	 liberar	 ou	 receber	 elétrons	 a	 mais	 para	 obter	 a	 estabilidade.	 O</p><p>modo	pelo	qual	os	átomos	formam	ligações	com	os	outros,	e	a	facilidade	com	que	isso	acontece,</p><p>é	 determinado	 pela	 configuração	 dos	 elétrons.	 Como	 os	 elementos	 são	 ordenados	 na	 tabela</p><p>periódica	 pelo	 número	 atômico,	 sua	 posição	 na	 tabela	 pode	 ser	 usada	 pelos	 cientistas	 para</p><p>prever	como	eles	reagirão	em	combinação	com	outros.</p><p>UMA	GUERRA	DIFÍCIL</p><p>Durante	 os	 anos	 1930,	 Bohr	 se	 interessou	 pela	 fissão	 nuclear	 e	 pela</p><p>possibilidade	de	obter	energia	dela.	A	 fissão	nuclear	envolve	a	divisão	de</p><p>um	núcleo	atômico,	 causando	 liberação	de	energia.	O	 trabalho	com	 fissão</p><p>nuclear	 rapidamente	 tornou-se</p><p>parte	 da	 corrida	 para	 desenvolver	 uma</p><p>bomba	atômica	à	medida	que	a	Segunda	Guerra	Mundial	se	desenrolava.</p><p>Em	 uma	 visita	 a	 Bohr,	 Heisenberg	 revelou	 que	 a	 Alemanha	 estava</p><p>trabalhando	em	uma	bomba	atômica	–	e	que	ele	mesmo	estava	à	frente	do</p><p>projeto.	Mais	tarde,	ele	diria	que	chegara	a	um	acordo	com	Bohr	segundo	o</p><p>qual	sabotaria	o	projeto	caso	parecesse	bem-sucedido,	mas	Bohr	negou	que</p><p>tal	acordo	tivesse	sido	feito.</p><p>Quando	Hitler	começou	a	perseguir	 judeus	na	Alemanha,	Bohr	ofereceu</p><p>santuário	no	Instituto	de	Copenhague	para	muitos	cientistas,	e	até	doou	sua</p><p>medalha	de	ouro	do	Nobel	para	o	esforço	de	guerra	 finlandês.	Quando	os</p><p>alemães	invadiram	a	Dinamarca,	em	1940,	a	ascendência	judaica	de	Bohr,</p><p>aliado	 ao	 antinazismo	 militante,	 tornou	 sua	 vida	 difícil.	 Ele	 e	 a	 família</p><p>fugiram	 para	 a	 Suécia	 em	 um	 barco	 providenciado	 pela	 resistência.	 Dali,</p><p>foram	para	a	Inglaterra,	escondendo-se	no	compartimento	de	bomba	vazio</p><p>de	um	avião	britânico	enviado	para	buscá-los.</p><p>Bohr,	 então,	 se	 juntou	 ao	 esforço	 de	 guerra	 para	 desenvolver	 a	 bomba</p><p>atômica	antes	dos	alemães.	Ele	e	o	filho	Aage	se	mudaram	posteriormente</p><p>para	 Los	 Alamos,	 nos	 Estados	 Unidos,	 com	 os	 outros	 britânicos,	 para	 se</p><p>juntar	ao	Projeto	Manhattan.</p><p>Em	 1944,	 porém,	 Bohr	 tentaria	 persuadir	 tanto	 Roosevelt	 quanto</p><p>Churchill	de	que	a	cooperação	internacional	seria	um	caminho	melhor	para</p><p>o	desenvolvimento	da	 fissão	nuclear.	Churchill	 incomodava-se	 com	o	 fato</p><p>de	 Bohr	 achar	 que	 seu	 conhecimento	 deveria	 ser	 compartilhado	 com	 os</p><p>russos.	 Em	 1950,	 Bohr	 escreveu	 às	 Nações	 Unidas	 para	 apresentar	 seu</p><p>argumento	 contra	 o	 desenvolvimento	 unilateral	 de	 armas	 nucleares.	 Em</p><p>1955,	ele	organizou	a	Conferência	Átomos	pela	paz	em	Genebra,	e	seguiu</p><p>em	sua	cruzada	até	morrer,	em	Copenhague,	após	um	derrame,	em	18	de</p><p>novembro	de	1962.</p><p>THE	OBSERVATORIES	OF	THE	CARNEGIE	INSTITUTION	FOR	SCIENCE</p><p>O	jovem	Hubble	no	telescópio	do	Observatório	Monte	Wilson,	na	Califórnia,	em	1922</p>