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GOVERNO DO ESTADO DE RORAIMA SECRETARIA DE ESTADO EDUCAÇÃO E DESPORTO ESCOLA ESTADUAL DE ENSINO MÉDIO JOSÉ DE ALENCAR Autorização/Reconhecimento/Ato 357 Nº 76 de 06/11/1979 SECD, modificado pelo Decreto Lei nº 1366 de 24/04/98 e Resolução CEE/RR nº 06/2021, de 28/01/2021 MODELOS ATÔMICOS (Dalton, Thomson, Bohr, Rutherford) RORAINÓPOLIS- RR 2025 Emanuelly Cristiny de Almeida Oliveira Modelos Atômicos (Dalton, Thomson, Bohr, Rutherford) Trabalho apresentado como quesito para obtenção de nota parcial para o Componente Curricular Química, para o 2º bimestre, sob orientação da professora, Cristiane Silva. RORAINÓPOLIS- RR 2025 Introdução O presente trabalho do componente curricular Química tem como objetivo pesquisar sobre os Modelos Atômicos e as teorias desenvolvidas por cientistas que tentam explicar o funcionamento da matéria e de seus fenômenos. A pesquisa realizada de forma bibliográfica, feita em sites que tratam do referido assunto citado acima. E conforme os estudiosos da área da química, a interpretação do átomo vai evoluindo a cada modelo atômico, de acordo com os conhecimentos científicos da época. Os modelos atômicos desenvolvidos foram: modelo atômico de Dalton, modelo atômico de Thomson, modelo atômico de Rutherford, modelo atômico de Bohr. Os modelos atômicos são teorias criadas para explicar a composição e o funcionamento da matéria. Foram evoluindo em paralelo com o avanço da ciência." MODELOS ATÔMICOS Teoria atômica de Dalton A teoria atômica de Dalton descreve o átomo como uma partícula esférica, maciça e indivisível, ideia que ficou conhecida como modelo da “bola de bilhar”. Dalton nasceu em Eaglesfield, um pequeno povoado da Inglaterra, tendo sido filho de tecelão e estudado na escola dos Quarks. Começou a lecionar aos 12 anos, e, apesar de não ter diplomas, suas contribuições para a ciência são reconhecidas mundialmente; foi um dos pioneiros da química moderna; e identificou e descreveu uma anomalia na visão que hoje conhecemos como daltonismo. Modelo atômico de Dalton De acordo com a teoria atômica de Dalton, o átomo é maciço e indivisível, por isso é representado por esferas parecidas com bolas de bilhar, daí a famosa referência à sua ideia como “modelo bola de bilhar”. Dalton defende também a existência de diferentes espécies atômicas, por isso, no caso de representações de dois ou mais átomos diferentes, usa-se simbologias diferentes, esferas de tamanhos e cores diferentes. Veja a seguir: Representação da molécula de água (H2O). Contribuições de Dalton • Criador da primeira teoria atômica moderna. • Desenvolveu o conceito de massa atômica. • Descobriu a anomalia congênita da visão que distorce a percepção das cores — daltonismo. • Desenvolveu a lei de Dalton, que trata da pressão total em uma mistura gasosa relacionada à pressão parcial dos gases que a compõem. • Em 1802, publicou, no Memórias do Lit & Phil, uma série de documentos intitulados “Ensaios experimentais”, que relatam suas observações científicas sobre o comportamento dos gases em diferentes condições de temperatura e pressão. • Em 1803, apresentou à Literary and Philosophical Society (Sociedade Literária e Filosófica) um documento intitulado “Absorção dos gases pela água e outros líquidos”, no qual descreveu os princípios básicos utilizados na sua teoria atômica. Modelo atômico de Thomson O modelo atômico de Thomson foi proposto no ano de 1898 pelo físico inglês Joseph John Thomson ou, simplesmente, J.J. Thomson. Após ter diversas evidências experimentais sobre a existência do elétron, ele derrubou a teoria da indivisibilidade do átomo proposta por John Dalton. "Thomson, a partir de seu modelo, confirmou e provou a existência de elétrons (partículas com carga elétrica negativa) no átomo, ou seja, o átomo possui partículas subatômicas." Mapa Mental: Modelo Atômico de Thomson Thomson propôs seu modelo atômico tendo como base descobertas relacionadas com a radioatividade e experimentos realizados com o tubo de raios catódicos construído pelos cientistas Geissler e Crookes. Veja uma representação desse tubo: Quando um gás rarefeito, em baixa pressão, é submetido a uma alta tensão elétrica (por exemplo, 15000 V), produz um feixe de luz (composto por cargas elétricas) que parte do cátodo (polo negativo) em direção ao ânodo (polo positivo).Com esse experimento, Thomson chegou à conclusão de que, quando os átomos do material gasoso no interior do tubo eram submetidos a uma alta tensão, seus elétrons eram arrancados e direcionados até a placa positiva. Modelo atômico de Bohr O modelo atômico de Bohr, desenvolvido pelo físico dinamarquês Niels Bohr e apresentado em 1913, marca a primeira vez que um modelo atômico foi construído a partir de pressupostos quânticos. Dessa forma, o modelo de Bohr marcou a separação quanto às teorias clássicas, abrindo caminho para uma compreensão do átomo de uma forma mais moderna, embasada nos trabalhos de Max Planck, Johann Balmer e também no modelo planetário de Ernest Rutherford. Esse modelo introduziu conceitos importantes, como os estados estacionários, além das órbitas eletrônicas, locais onde os elétrons não absorveriam ou emitiriam energia. Porém, o modelo de Bohr só é aplicável aos átomos monoeletrônicos — um único elétron —, o que o levou a ser suplantado por teorias mais modernas, trazidas pela mecânica quântica do físico alemão Werner Heisenberg e do matemático austríaco Erwin Schrödinger. Contudo, a contribuição de Bohr para a compreensão da matéria é indubitável, sendo seu trabalho uma das maiores publicações científicas da história. O modelo atômico de Rutherford possuía um embasamento experimental que deixava poucas dúvidas acerca de sua validade. Contudo, questões relacionadas à estabilidade do átomo nuclear proposto pelo neozelandês começaram a surgir. Por exemplo, de acordo com a teoria eletromagnética clássica, embasada pelo teorema do físico irlandês Joseph Larmor, os elétrons, se circulando em órbitas no entorno do núcleo, deveriam perder energia e assim descreveriam uma trajetória espiral ao encontro do núcleo, colidindo com este, resultando em seu colapso. Segundo Bohr, essas órbitas eletrônicas e o comportamento dos elétrons presentes nelas não poderiam ser explicadas apenas pelas leis da mecânica clássica, mas também pelas recentes teorias quânticas, desenvolvidas principalmente por Max Planck. As órbitas eletrônicas, também conhecidas como camadas eletrônicas, seriam mais energéticas conforme mais distantes do núcleo. Um elétron poderia passar (saltar) para uma órbita mais energética, contudo, ao fazer isso, o elétron deveria absorver energia. Ao retornar ao seu estado estacionário, o elétron então deveria emitir radiação eletromagnética, de acordo com os preceitos estabelecidos pela teoria de Max Planck. Esse efeito é conhecido como transição eletrônica. Os cálculos descritos a partir do teorema de Larmor, inclusive, mostravam que era impossível a existência do átomo de hidrogênio por um tempo maior que, aproximadamente, 1,6 x 10-11 segundos. Nesse contexto e baseado na espectroscopia, uma técnica que utiliza radiação para a obtenção de informações da estrutura e composição da matéria, o dinamarquês Niels Bohr estabeleceu, em seu átomo, que os elétrons estariam dispostos, na verdade, em órbitas eletrônicas. Essa ideia resolvia o problema da estabilidade de Rutherford, pois, segundo Bohr, enquanto nessas órbitas (chamadas de estados estacionários ou fundamentais), os elétrons não absorveriam ou emitiriam energia, ou seja, sua energia total seria constante. Modeloatômico de Rutherford O modelo atômico de Rutherford é assim chamado devido ao seu desenvolvedor, Ernest Rutherford, o qual em 1909, com a participação de outros dois cientistas, Hans Geiger e Ernest Marsden, realizou um experimento que ficou conhecido como “espalhamento de partículas alfa”. Esse experimento foi crucial para a compreensão da estrutura atômica e levou Rutherford à formulação do modelo nuclear do átomo. Nesse sentido, a proposta dele revelou a existência do núcleo atômico e influenciou profundamente o desenvolvimento da Física moderna. Rutherford propôs que o átomo possui uma estrutura semelhante a um sistema solar em miniatura, isto é, com um núcleo central positivamente carregado e elétrons orbitando ao redor dele, assim como os planetas ao redor do sol. Sendo assim, esse modelo descreve que o núcleo é a parte central e mais densa do átomo, onde reside a maior parte de sua massa e toda a carga positiva. Para chegar a essa teoria, Rutherford conduziu o famoso experimento em que bombardeou uma fina folha de ouro com partículas alfa (α). Para isso, o experimento foi realizado em uma câmara de vácuo contendo uma fonte de partículas alfa, que são núcleos de hélio com carga positiva, emitidas por um material radioativo (como o polônio). Ao mesmo tempo, uma fina folha de ouro foi colocada no centro da câmara. Diante disso, ele observou que a maioria das partículas alfa passava diretamente pela folha, mas algumas eram desviadas em grandes ângulos ou até mesmo refletidas de volta, conforme pode ser visto na imagem a seguir: Portanto, Rutherford concluiu que o átomo possui um núcleo central muito pequeno e denso e que a maior parte do átomo é composta por espaço vazio, com os elétrons ocupando uma região relativamente grande em comparação com o tamanho do núcleo. O objetivo do experimento era investigar a estrutura interna do átomo, especialmente a distribuição da carga positiva. Sendo assim, com base no modelo atômico aceito na época, o "modelo do pudim de passas" de Thomson, esperava-se que as partículas alfas passassem sem desviar significativamente ao atravessar a folha de ouro, uma vez que a carga positiva seria uniformemente distribuída. O modelo atômico de Rutherford teve grande importância para o desenvolvimento de modelos atômicos mais refinados, como o modelo de Bohr e o modelo atual baseado na mecânica quântica. Em vista disso, esses modelos subsequentes incorporaram as descobertas e correções necessárias para explicar fenômenos que o modelo de Rutherford não conseguia explicar, como a estabilidade dos elétrons em órbita. Portanto, esse modelo foi um dos primeiros passos para a compreensão da Física Nuclear e da estrutura dos núcleos atômicos, abrindo caminho para estudos mais aprofundados sobre a composição dos átomos, bem como para o desenvolvimento de aplicações práticas, como a energia nuclear. Modelo atômico de Rutherford Conclusão De acordo com a pesquisa realizada sobre os modelos atômicos e suas teorias possível perceber que cada modelo atômico reflete o conhecimento científico da época e contribuiu para a compreensão da estrutura da matéria. Os modelos mais antigos, embora simplificados, foram fundamentais para o desenvolvimento da química e física, enquanto os modelos mais recentes, baseados na mecânica quântica, fornecem uma descrição mais completa e precisa do átomo. Conclui se que os modelos atômicos são representações progressivas da estrutura do átomo, que evoluíram à medida que a ciência avançava e novas descobertas eram feitas. Cada modelo, desde o modelo atômico de Dalton até o modelo atômico moderno, reflete uma compreensão mais aprofundada da estrutura do átomo, embora nenhum deles seja uma representação perfeita da realidade. Referências https://brasilescola.uol.com.br/fisica/modelos-atomicos.htm. Acesso em 18/05/2025. https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/teoria-atomica-dalton.htm. Acesso em 18/05/2025. https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-atomo-thomson.htm Acesso em 18/05/2025. https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-atomo-bohr.htm Acesso em 18/05/2025.