O Interior do Átomo

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O Interior do Átomo
No centro de um átomo está o seu núcleo, que apesar de pequeno, contém quase toda a massa do átomo. Os prótons e os nêutrons são as partículas nele encontradas, cada um com uma massa atômica unitária.
O Número de prótons no núcleo estabelece o número atômico do elemento químico e, o número de prótons somado ao número de nêutrons é o número de massa atômica. Os elétrons ficam fora do núcleo e tem pequena massa.
Características das Partículas:
	Prótons: tem carga elétrica positiva e uma massa unitária.
	Nêutrons: não tem carga elétrica, mas tem massa unitária.
	Elétrons: tem carga elétrica negativa e quase não possuem massa.
Cargas elétricas e massas
Inúmeros experimentos realizados permitiram estabelecer as propriedades das partículas do átomo quanto à sua carga elétrica e massa.
Quando à carga elétrica: considera-se a carga do próton igual a +1; a carga do elétron igual a -1, e a carga do nêutron igual a 0.
Como se sabe, cargas elétricas de mesma intensidade e de sinais contrários se neutralizam. Ou seja, a carga elétrica de um próton (positiva) anula a carga elétrica de um elétron (negativa). Qualquer átomo apresenta número de prótons e de elétrons iguais; logo, é eletricamente neutro.
Quanto a massa: tendo o valor da massa do próton como referência, afirma-se que a massa do nêutron é praticamente igual à massa do próton. Como o próton possui massa cerca de 2 mil vezes maior que a de um elétron, esta última é considerada desprezível.
O núcleo do átomo
Agora, vamos considerar melhor as características do núcleo atômico.
Número atômico
Há muitos átomos diferentes entre si. Por exemplo, o átomo de alumínio é diferente do átomo de ouro. Qual será a principal diferença entre os tipos de átomos?
Após estudos definiu-se que o número de prótons é uma das principais características que diferenciam um átomo do outro.
Esse número é chamado de número atômicoe é representado pela letra Z.
	Z é a “carteira de identidade” do átomo, pois indica a qual elemento químico cada átomo pertence.
	O conjunto dos átomos que possuem o mesmo número atômico (Z) é denominado elemento químico.
Portanto, a partir do conceito de elemento químico, á possível afirmar que átomos com número de prótons diferentes entre si pertencem, obrigatoriamente a elementos químicos diferentes. Vejamos:
O átomo de sódio tem 11 prótons; logo, seu número atômico é igual a 11 (Z = 11), e todos os átomos com número atômico (Z) igual a 11 pertencem ao elemento químico sódio.
Número de massa
É a soma do número de prótons com o número de nêutrons. O número de massa é representado pela letra A.
Nesta expressão, temos: A = número de massa;
p = número de prótons;
n = número de nêutrons.
Logo, a diferença entre o número de massa e o número atômico revela o número de nêutrons.
A soma do número de prótons com o número de nêutrons, ou seja, o número de massa (A), não corresponde a toda a massa do átomo, pois também existem os elétrons. O motivo de A representar a massa do átomo é que a amassa do elétron é desprezível quando comparada com a dos prótons e nêutrons.
Átomos pertencentes ao mesmo elemento químico podem apresentar diferentes números de nêutrons. A prata, por exemplo, é encontrada na natureza com números de nêutrons distintos: 60 e 62. Se somarmos esses números com o número de prótons, que é igual a 47, teremos:
	60 nêutrons + 47 prótons = 107 como número de massa.
	62 nêutrons + 47 prótons = 109 como número de massa.
Por isso, somente o número atômico pode identificar a que elemento químico o átomo pertence.
ELÉTRONS
QUÍMICA
Os elétrons são partículas de carga negativa que ficam girando ao redor do núcleo atômico e possuem massa 1836 vezes menor que a dos prótons e nêutrons.
Os elétrons ficam girando ao redor do núcleo atômicoOs elétrons ficam girando ao redor do núcleo atômico
Os elétrons são partículas que fazem parte da constituição do átomo. Este, por sua vez, possui duas regiões principais, o núcleo (parte central, densa, compacta e maciça) e a eletrosfera (uma região periférica ao redor do núcleo). Os elétrons ficam na eletrosfera do átomo, movimentando-se ao redor do núcleo em órbitas circulares chamadas de camadas eletrônicas.
Segundo o modelo atômico de Rutherford-Bohr, existem, no máximo, sete camadas eletrônicas, mas somente algumas órbitas circulares são permitidas ao elétron, pois, em cada uma dessas órbitas, o elétron apresenta energia constante.
A palavra “élétron” vem do grego elektron, que significa âmbar — uma resina excretada por determinados tipos de vegetais para proteção contra insetos e micro-organismos. Com o passar do tempo, essa resina perde água e endurece, tornando-se uma resina fossilizada. O filósofo grego Tales de Mileto (625 a.C. - 546 a.C.) observou que, ao esfregar o âmbar com tecidos, como seda, lã ou camurça, ele passava a atrair objetos leves, ficando “eletrizado”.
Escorpião dentro de âmbar, uma resina fossilizada
Escorpião dentro de âmbar, uma resina fossilizada
Com o tempo, várias descobertas sobre a natureza elétrica da matéria foram realizadas, mostrando assim que a matéria possuía em sua constituição cargas negativas e positivas. Mas foi somente em 1856 que a explicação para esse fenômeno da eletricidade passou a ganhar forma. O físico inglês Sir Willian Crookes (1832-1919) criou o que ficou conhecido como ampola de Crookes, um tubo de vidro vedado onde se colocavam gases sob pressões baixíssimas e que apresentava um polo negativo e outro positivo nas extremidades da ampola, os eletrodos.
A aplicação de uma diferença de potencial entre os eletrodos gerava um feixe luminoso, que ficou conhecido como raio catódico, pois ele sempre saía do eletrodo negativo (cátodo) para o eletrodo positivo (ânodo).
Anos mais tarde, em 1897, o cientista inglês Joseph John Thomson (1856-1940) realizou mais experimentos com esse tubo de raios catódicos que culminaram na descoberta dos elétrons. Ele concluiu o seguinte:
* Esses raios catódicos são parte integrante de toda matéria, pois, mesmo trocando os gases, o resultado para esse experimento repete-se. Dessa forma, trata-se deuma partícula subatômica;
* Esses raios têm massa porque eles são capazes de movimentar uma pequena hélice dentro do tubo;
* Eles possuem carga negativaporque, ao colocar um campo elétrico do lado de fora da ampola, os raios catódicos sofrem um desvio, sendo atraídos para a placa positiva.
Desse modo, os raios catódicos foram denominados de elétrons e foram considerados a primeira partícula subatômica descoberta.
Joseph John Thomson (1856-1940) – considerado o descobridor do elétron
Joseph John Thomson (1856-1940) – considerado o descobridor do elétron
Hoje sabemos que os elétrons são as partículas de menor massa que compõem o átomo. São necessários 1836 elétrons para chegar à massa de um próton ou de um nêutron, que são as partículas que compõem o núcleo atômico. Sua carga relativa é de -1 e, em coulomb, é de -1,602. 10-19.
Veja alguns aspectos interessantes sobre os elétrons que explicam vários fenômenos que conhecemos:
* Os elétrons emitem radiações:Sabe quando cai um pouco de sal na chama do fogão e a cor fica um amarelo bem intenso? Isso ocorre porque, conforme mencionado, o modelo atômico de Rutherford-Bohr diz que os elétrons ficam em órbitas com determinada quantidade de energia. Quando um desses elétrons recebe energia (como por meio do calor), ele salta de uma órbita de menor energia para uma órbita de maior energia, ficando em um estado excitado. Porém, esse estado é instável e o elétron perde rapidamente a energia que ganhou em forma de radiação visível, que é a cor que visualizamos, e volta para o seu estado fundamental.
Cada átomo possui camadas eletrônicas com determinadas quantidades de energia, assim, cada sal formado por um tipo de metal emite uma radiação de cor diferente. O sódio emite a cor amarela, o bário emite cor verde, o lítio emite cor vermelha, o alumínio emite cor branca e assim por diante. Esse principio é usado para a confecçãodos fogos de artifício. Veja mais sobre como isso ocorre por meio do seguinte experimento: Teste de chama: transição eletrônica.
Os fogos de artifício são coloridos em virtude do uso de diferentes sais
Os fogos de artifício são coloridos em virtude do uso de diferentes sais
* A corrente elétrica e os elétrons: A corrente elétrica nada mais é do que um fluxo ordenado de elétrons. No metal, existem elétrons livres que, pela ação de um campo elétrico ou magnético, são ordenados em um fluxo dentro da rede cristalina do metal. Esse ponto é muito importante, pois sabemos que, sem eletricidade, a nossa sociedade não seria a mesma.
* Os elétrons são transferidos entre os átomos: Os átomos ligam-se pela transferência ou compartilhamento de elétrons. Seguindo a teoria do octeto, para um átomo ficar estável, ele precisa ter oito elétrons na sua camada de valência (camada eletrônica mais externa), adquirindo, assim, configuração de gás nobre. Por isso, os átomos dos elementos transferem ou compartilham seus átomos através de, respectivamente, ligações iônicas ou ligações covalentes, formando os compostos tão estáveis que temos ao nosso redor e dentro de nós.
Núcleo atômico
O núcleo atômico foi descoberto em 1911 por Ernest Rutherford. O núcleo é um elemento extremamente pequeno onde contém as partículas de prótons.
Os núcleos atômicos foram descobertos em 1911, pelo cientista Ernest Rutherford. Ele foi, ainda, o responsável por uma importante observação: o centro (núcleo) dos átomos contém prótons. O nêutron foi identificado anos mais tarde por outros cientistas.
O núcleo é definitivamente muito pequeno, se comparado ao tamanho do átomo. Para termos uma ideia de sua minúscula dimensão, vamos comparar o átomo como se fosse um estádio de futebol, desta forma, o núcleo seria aproximadamente do tamanho de uma ervilha.
Voltando às partículas presentes no núcleo, falemos dos prótons. Estes, encontram-se unidos dentro do núcleo por uma força muito forte, mas não apresenta total eficiência, e é por isso que podem ocorrer fissões nucleares. A radioatividade surge desta propriedade, da desintegração nuclear.
Apesar de ser pequeno, o núcleo acomoda praticamente toda a massa atômica, sendo assim, a parte mais densa do átomo. O número de massa, nada mais é do que a soma do número de prótons.