Material - Modelos Atômicos

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COLÉGIO APROVADO 
 
 
 
 
Trabalho referente à disciplina 
 
EXPERIMENTAÇÃO E DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA 
 
 
 
 
 
Tema 
 
MODELOS ATÔMICOS 
 
 
 
 
 
Grupo 
 
Caio Pessanha Cunha 
Caroline Oliveira Costa 
Davi Machado Ferreira 
Geovana Barreto Félix 
Isabela Pacheco Dutra Neves 
Isadora Cristina Toledo Gonçalves 
Ketly Anne dos Santos 
Lara Ramaldes da Cunha 
Maria Eduarda Gomes Gessario 
Marcela Barcelos Regis 
Maria Júlia Aparecida de Carvalho 
 
 
 
 
 
Turma 1002 
 
 
 
 
 
 
Macaé 
2020 
 
1. JOHN DALTON 
 
1.1 Biografia 
John Dalton (1766-1844) foi um químico, meteorologista e físico inglês, um dos mais 
destacados cientistas do mundo. Descobriu a anomalia da visão das cores, conhecida como 
daltonismo. Foi o fundador da teoria atômica que revolucionou a química moderna. John 
Dalton (1766-1844) nasceu em Eaglesfield, Inglaterra, no dia 6 de setembro de 1766. Filho 
de um pobre tecelão manual estudou na Quaker’s School de Eaglesfield. Ganhou reputação 
local de ser um gênio matemático. 
Com 12 anos de idade, conseguiu permissão das autoridades locais para substituir 
seu professor John Fletcher. Em 1781, com 15 anos, John Dalton transferiu-se para a aldeia 
de Kendal, onde lecionou em uma escola fundada por seu primo George Bewley. Passou 
doze anos ensinando Matemática e Ciência e continuou se dedicando ao estudo do tempo. 
Em 1793, após concluir sua formação acadêmica, Dalton partiu para Manchester 
estabelecendo-se aí definitivamente. Tornou-se professor de Matemática, Física, e Química 
do New College, universidade de prestígio. 
Em 1794, depois de realizar numerosas observações sobre certas peculiaridades da 
visão, Dalton descreveu o fenômeno da cegueira congênita para as cores, que se verifica 
em alguns indivíduos, o daltonismo. O próprio Dalton apresentava essa anomalia. A mais 
comum forma de daltonismo é a que se caracteriza pela impossibilidade de se distinguir 
entre o vermelho e o verde. Suas observações sobre o fenômeno foram publicadas no livro 
“Fatos Extraordinários Relativos à Visão das Cores” (1794). 
Em 1800 foi convidado para assumir a secretaria da Sociedade Literária e Filosófica 
de Manchester, presidiu em caráter honorífico de 1817 até o fim da vida. Apresentou mais 
de uma centena de contribuições científicas. John Dalton deixou a Universidade de 
Manchester para se dedicar ao estudo científico. Dava aulas particulares para manter-se e 
usava o resto do tempo para estudar o ar que o envolvia. 
Em 1803, John Dalton publicou “Absorção de Gases Pela Água e Outros Líquidos”, 
onde fixou os princípios de sua teoria atômica. Sua teoria foi aceita pelos demais cientistas. 
Foi eleito para a Academia de Ciências da França, tendo sido recebido com honras em 
Paris. Em 1826, ganhou a medalha da Sociedade Real da Inglaterra. Recebeu um grau 
honorário da Universidade de Oxford. 
John Dalton dedicou-se também à meteorologia. Fabricava seus próprios 
instrumentos meteorológicos e elaborou um diário no qual registrou mais de 200 mil 
anotações sobre os fenômenos atmosféricos, como a aurora boreal. Os dados interpretados 
por Dalton não atingiram a precisão, mas sua meteorologia trouxe grandes inovações para o 
mundo das ciências. 
John Dalton faleceu em Manchester, Inglaterra, no dia 27 de Julho de 1844. 
1.2 Contexto histórico 
Os primeiros relatos de descrição sobre o que forma a matéria e entendimento dos 
fenômenos naturais, foram dos filósofos gregos no século V a.C, onde existiam várias 
visões diferentes sobre esse tema, mas todos eles achavam que a composição da matéria 
era dada por algum elemento clássico (ou a junção de todos). Esse conceito só foi 
aperfeiçoado e refinado por volta do de 350 a.C., em que Aristóteles associou “qualidades” 
(quente ou frio, seco ou úmido) a cada um dos elementos, sendo que a diferença entre eles 
estaria relacionada com essas qualidades, se elas seriam semelhantes ou opostas. 
O pensamento sobre a formação da matéria foi aperfeiçoado por Aristóteles, 
influenciou a interpretação de como a matéria é formada ao longo de vários séculos, sendo 
inclusive responsável pelo surgimento da alquimia ao longo da Idade Média, entre os 
 
séculos I e XV d.C. Esse conceito onde a matéria é formada por elementos e pelas 
propriedades que os caracterizam, foram aceitas e utilizadas até o século XVII d.C. 
A ideia de que matéria é formada por partículas indivisíveis, surgiu por volta de 400 
a.C., quando os filósofos gregos Leucipo e Demócrito elaboraram uma filosofia atômica na 
qual a matéria era formada por partículas indivisíveis chamada de átomos (não divisível) 
introduzindo a ideia de matéria descontinuada, pois, segundo eles, a matéria poderia ser 
dividida incessantemente até que chegaria em um ponto o qual não haveria mais como ser 
particionada, porque ela atingiria uma unidade indivisível. Nessa teoria, todas as coisas 
seriam formadas de átomos e vazio (vácuo) e não poderiam ser vistas, sendo eles 
perpétuos idênticos em sua composição, possuindo variação no seu tamanho e forma. 
Afirmou que todas as coisas eram formadas por átomos, inclusive a alma, e pela união 
temporária entre eles. Contudo a ideia não foi bem aceita na época. 
Entre 1803 e 1808, John Dalton elaborou e propôs a sua teoria sobre a estrutura 
pela qual a matéria é constituída. Ele retomou o pensamento elaborado por Demócrito e 
Leucipo e visando a justificar os resultados obtidos por Lavoisier e Proust, elabora o seu 
modelo. Na época da elaboração do modelo atômico de Dalton haviam sido identificados 
cerca de 50 elementos diferentes e com o objetivo de melhorar a representação simbólica, 
Dalton propôs novos símbolos utilizando pequenos círculos, com representações no seu 
interior, para os elementos que os alquimistas ainda não conheciam e substituiu os antigos 
por novos. Por volta de 1810 o químico sueco Jöns Jakob Berzelius (1779-1848) organizou 
a notação química dos elementos, contudo o modelo de Dalton ainda era insuficiente para 
entender e explicar certos fenômenos como uma propriedade importante da matéria, a 
natureza elétrica (já era conhecida por Tales de Mileto no século V a.C., na Grécia antiga). 
 
1.3 Contribuição científica 
A teoria atômica de John Dalton (forma final publicada em 1810) é primeiramente 
baseada no corpuscularismo de Newton. Em um segundo momento, Dalton baseia-se nos 
seus próprios estudos sobre misturas gasosas. 
Para Dalton, o átomo seria um corpúsculo (partícula) esférico, maciço e indivisível de 
tamanho variável, envolto por uma atmosfera dotada de energia, responsável pela atração e 
repulsão entre os elementos. Esse modelo é conhecido como o modelo da bola de bilhar, 
fazendo alusão ao formato, indivisibilidade e dureza. 
 
2. JOSEPH JOHN THOMSON 
 
2.1 Biografia 
Joseph John Thomson (1856-1940) foi uma das figuras mais importantes no 
desenvolvimento das teorias atômicas no final do século XIX e início do século XX. J. J., 
como era mais conhecido, nasceu em Cheetham Hill - Inglaterra, próximo à Manchester em 
18 de dezembro 1856 e morreu em 30 de agosto de 1940 em Cambridge – Inglaterra. J. J. 
Thomson era filho de um livreiro e editor que faleceu quando ele tinha 16 anos. 
Com apenas 14anos de idade foi enviado para o Owens College de Manchester, 
hoje Vitoria University of Manchester, onde ingressou no curso de Engenharia. Thomson 
considerou seus estudos em Owens como o período mais crítico em sua vida, o qual 
determinou sua carreira. Através do contacto com seus professores, ele decidiu tornar-se 
físico passando a interessar-se pelas combinações químicas e teorias atômicas da matéria 
Com 19 anos, completou seus estudos de engenharia e com uma bolsa de estudos 
foi para o Trinity College, na Universidade de Cambridge, no qual colou grau em matemática 
 
em 1880. Nesse mesmo ano assumiu o cargo de pesquisador no laboratório Cavendish, 
onde empreendeu as primeiras pesquisas sobre eletromagnetismo. 
Em 1881 escreveu um artigo científico que foi o precursor da teoria de Einstein. Nele 
mostrava que massa e energia se equivalem. Tinha então 24 anos. A qualidade de seu 
trabalho valeu-lhe a eleição para membro da Royal Society em 1884 e o acesso à cátedra 
de física no laboratório Cavendish. Em 1906, Thomson ganhou o Prêmio Nobel de Física 
por suas pesquisas sobre condução de eletricidade. Em 1908 foi sagrado cavaleiro da coroa 
britânica. Passou a integrar o corpo docente do Trinity College em 1918. 
 
2.2 Contexto histórico 
Em 1897 o cientista inglês Joseph John Thomson (1856-1940), estudou o 
comportamento de gases mediante a uma descarga elétrica em um experimento com tubos 
de raios catódicos (que no ano de 1878, anteriormente a Thomson, William Crookes 
(1822-1919) aperfeiçoou colocando o polo positivo ao lado do negativo, e assim, o sistema 
foi chamado de ampola de Crookes), e mediante às suas conclusões, propôs o seu modelo 
atômico, explicando fenômenos que não eram possíveis de ser compreendidos através do 
modelo de Dalton. 
Seus estudos sobre os raios canais contribuíram de forma significativa para o 
entendimento do átomo, denominados pelo físico alemão Eugen Goldstein (1850-1930), em 
1886, quando ele usou um tubo de raios catódicos modificado onde o cátodo era uma placa 
de metal perfurada. 
Concomitantemente, Marie Curie (1867-1934) decidiu estudar o fenômeno da 
radioatividade junto com seu marido Pierre Curie (1859-1906), eles analisaram a emissão 
de raios capazes de impressionar filmes fotográficos e tornar o ar condutor de eletricidade, o 
que culminou na descoberta os elementos químicos rádio e polônio, em 1898, onde ela 
sugeriu a instabilidade desses elementos. 
 
2.3 Contribuição científica 
Com os experimentos realizados com o tubo de raios catódicos, Thomson propôs 
sua interpretação de como seria o átomo e sua constituição. Assim, de acordo com ele o 
átomo seria uma esfera - mas não maciça como propunha o modelo atômico de John Dalton 
- e neutro, já que toda matéria é neutra; como o átomo apresenta elétrons, que possuem 
cargas negativas, logo, deve apresentar partículas positivas para que a carga final seja nula. 
Os elétrons não estariam fixos ou presos no átomo, podendo ser transferidos para outro 
átomo em determinadas condições. O átomo poderia ser considerado como um fluido 
contínuo de cargas positivas onde estariam distribuídos os elétrons, que possuem carga 
negativa. 
Como os elétrons que estão espalhados apresentam a mesma carga, existe entre 
eles uma repulsão mútua, o que faz com que estejam uniformemente distribuídos na esfera. 
O modelo atômico de Thomson foi o segundo proposto para o átomo. O primeiro 
modelo foi formulado por John Dalton. O modelo de Thomson tratou de novos 
conhecimentos sobre o átomo que até então não haviam sido propostos por falta de 
embasamento científico, como: natureza elétrica da matéria; divisibilidade do átomo e 
presença de partículas pequenas e com carga. 
 
 
3. HANTARO NAGAOKA 
 
 
3.1 Biografia 
Hantaro Nagaoka, um dos cientistas mais respeitados do Japão, nasceu em 
Nagasaki em 15 de agosto de 1865 e morreu em Tóquio em 11 de dezembro de 1950. 
Nagaoka teve toda sua formação e o início de suas atividades de pesquisa no Japão na Era 
Meiji. Graduou-se em Física na Universidade de Tóquio, em 1887 e atuou como professor 
na mesma Universidade entre 1900 e 1925, sendo considerado um pioneiro em promover a 
Física no Japão. Desenvolveu pesquisas sobre estrutura atômica, geofísica, 
física-matemática, espectroscopia e ondas de rádio. 
É importante observar o contexto que Nagaoka vivenciava no Japão. Durante sua 
vida, ele presenciou a Restauração Meiji, que propiciou o desenvolvimento de uma “nova 
ciência” e a formação de cientistas, como ele. A partir de investimentos na área da 
educação, ciência e tecnologia, centros educacionais foram criados, para a transposição da 
ciência ocidental para o Japão, e demandaram também a presença de professores 
estrangeiros para comandar esse processo. Alguns desses centros deram origem a 
Universidade de Tóquio, fundada em 1877. 
Nagaoka teve sua formação acadêmica nessa Universidade dominada pela ciência e 
professores ocidentais. As primeiras investigações de Nagaoka foram sobre magnetização e 
magnetostricção sob orientação do físico britânico, Cargill Gilston Knott, que atuou no Japão 
temporariamente. Os primeiros artigos sobre a magnetização de metais submetidos a 
diferentes situações demonstram que Nagaoka tinha conhecimento dos trabalhos de 
Thomson sobre o tema, e também apontavam que existia relação entre a estrutura das 
'moléculas' metálicas e as propriedades investigadas. 
Em 1872, aproximadamente 380 japoneses estudavam fora do país e Nagaoka era 
um desses estudantes e cientistas. Após concluir seu doutorado, foi para o exterior para de 
aprofundar na ciência ocidental. Ele foi para a Universidade de Berlim em 1893 e logo em 
seguida, em 1894, para a Universidade de Munique onde estudou com Ludwig Boltzmann. 
O Japão possuía como objetivo, capacitar seus estudantes para que pudessem 
substituir os professores ocidentais e não dependessem mais dos ocidentais intelectual e 
socialmente. Com isso, Nagaoka retornou ao Japão como professor no Departamento de 
Física da Universidade de Tóquio, entre 1900 e 1925, sendo responsável pela pesquisa em 
Física e pela formação de novas gerações de físicos japoneses. 
Nagaoka foi um dos fundadores do Instituto de Pesquisa em Física e Química de 
Tóquio. Tornou-se Secretário-geral da Associação Japonesa para o avanço da ciência 
(1939-1947) e presidente da Academia Imperial do Japão. Também atuou como presidente 
da Universidade de Osaka nas décadas de 1930 e 1940. 
Em sua viagem, pós doutorado ,para a Europa ele começou sua incursão no mundo 
da teoria atômica. Tendo contato inicialmente com as ideias de Boltzmann, que entendia o 
átomo como impenetrável e tendo pequenas regiões sensíveis que em contato ou 
sobrepostas poderiam produzir atração química. No curso do Boltzmann, Nagaoka teve 
contato com o trabalho de Maxwell, sobre a teoria cinética dos gases e lendo as obras dele, 
admirou-se pelo seu trabalho sobre a estabilidade do movimento dos anéis de Saturno, pelo 
qual Maxwell ganhou o prêmio Adams de 1856. 
Em 1900, Nagaoka participou do 1° Congresso Internacional de Física, em Paris, 
onde apresentouseu trabalho sobre magnetostricção. Nesse Congresso, é possível que, o 
interesse de Nagaoka pela estrutura atômica tenha sido estimulado pelos trabalhos do casal 
Curie e de Henri Poincaré. 
Já em 1910, Nagaoka participou de dois congressos científicos internacionais 
(Bruxelas e Viena) representando o Japão e realizou algumas visitas a pesquisadores de 
diferentes cidades europeias. 
 
 
3.2 Contexto histórico 
O físico japonês Hantaro Nagaoka (1865-1950) nasceu e morreu no Japão. Estudou, 
pesquisou e divulgou em uma época de muitas mudanças extremamente significativas em 
seu país. Nasceu três anos antes do fim do denominado Xogunato: período em que o Japão 
fechou suas fronteiras para o resto do mundo. Houve, nessa época, uma forte e incisiva 
estagnação na evolução do país em diversos âmbitos - principalmente nos estudos 
científicos. Após o fim do Xogunato, iniciou-se no Japão a chamada Era Meiji. Esse 
momento pode até ser associado ao Iluminismo europeu, pois foi uma fase de muitos 
avanços e vitórias para pensadores e estudiosos japoneses. A Era Meiji é marcada por 
intensa modernização: criaram-se universidades e instituiu-se educação obrigatória - por 
estes, mas também, por outros fatores, ocorreu significativo avanço científico. Nessa altura, 
Nagaoka vai estudar fora. 
Realiza uma apresentação sobre magnetostricção no Primeiro Congresso 
Internacional de Física em Paris, no ano de 1900 (exatamente no período da Belle Époque, 
marcado pela expansão e progresso científico-tecnológico). No mesmo ano, Nagaoka 
retorna ao Japão para ser professor. É no ano de 1904 que o físico apresenta seu modelo 
atômico à comunidade científica - durante o mesmo intervalo de tempo, ocorre a Guerra 
Russo-Japonesa (a Rússia, maior império da época, é invadida pelo Japão). 
A partir do entendimento, acoplamento e interpretação desses fatores históricos, é 
possível concluir que a turbulência, acrescida de algumas condutas contraditórias e 
polêmicas adotadas pelo Japão naquela época, são elementos determinantes para a 
suposta falta de credibilidade da produção científica japonesa. Um aspecto que pode ser 
considerado lamentável, pois os estudos de Nagaoka são brilhantes e é uma perda para a 
ciência e seus interessados o fato de seu modelo atômico não ter tido reconhecimento 
significativo. 
 
3.3 Contribuição científica 
O físico japonês Hantaro Nagaoka baseou-se no artigo de Maxwell para desenvolver 
sua proposta: o átomo teria um núcleo denso, grande e positivamente carregado; enquanto, 
ao seu redor, orbitam anéis de carga negativa. O modelo atômico de Nagaoka é conhecido 
como Modelo Saturniano. 
Indubitavelmente, o desenvolvimento dessa teoria foi de veemente importância para 
diversos outros estudos científicos. A proposta de Nagaoka possibilitou a explicação de 
vários outros fenômenos relacionados à inúmeras áreas de pesquisa (como campos 
elétricos e radioatividade, por exemplo). Foi o primeiro modelo (conhecido) que propôs a 
existência de partículas negativas fora do núcleo. 
 
4. Contexto histórico de Ernest Rutherford e Niels Bohr 
Ernest Rutherford nasceu na Nova Zelândia, porém trabalhou e estudou na 
Inglaterra durante anos. Lá, vivenciou importantes períodos históricos. É válido destacar a 
Era Vitoriana: marcada por desenvolvimentos políticos, imperialistas e industriais, que 
influenciou fortemente na segunda revolução industrial - além de ter culminado na Belle 
Époque. 
Entretanto, não só na Inglaterra produziu Rutherford, mas também no Canadá - outro 
cenário de mudanças significativas, porém com menor peso quando comparadas às 
inglesas. É imprescindível dizer que sua inserção nas ciências inglesa e canadense 
favoreceu muito o desenvolvimento de seus estudos e teorias (principalmente a inglesa). 
 
No momento em que ele volta do Canadá para Manchester, começa a influenciar 
alguns físicos jovens, como Darwin, Bohr e Chadwick. Na época da publicação de sua teoria 
atômica, não recebeu muita atenção pois o foco dos estudos era outro. Essa atenção só é 
dada alguns anos depois, nos estudos de alguns físicos - Niels Bohr está entre eles. 
Rutherford também vivenciou a Primeira Guerra Mundial. 
 
…. 
 
O físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962) propôs um novo modelo atômico, este 
que cobriria uma lacuna no modelo de Rutherford. A tese de Rutherford não respondia 
algumas perguntas, então através de pesquisas Bohr chegou a conclusão de que os 
elétrons descrevem uma órbita circular ao redor do núcleo com energia fixa e determinada, 
os elétrons não emitem energia enquanto se movimentam nessas órbitas e que quando ele 
recebe energia suficiente ele salta para outra órbita. Porém ainda não respondia todas as 
perguntas em relação ao átomo, pois satisfazia apenas o átomo de hidrogênio. 
Os experimentos de Bohr começaram em 1913, nesse ano, em seu país natal 
Dinamarca ocorria o Boldklubben, um campeonato de futebol dinamarquês. Nesse mesmo 
ano no mundo ocorria a primeira passeata das sufragistas e as tensões entre os países 
europeus estavam aumentando o que no ano seguinte levaria a uma das maiores guerras já 
vista na história da humanidade. Foi um ano muito relevante para a ciência principalmente 
na área de átomos: Henry Moseley trabalhava em cima de uma antiga ideia de Van den 
Broek, introduz o conceito do número atômico para fixar as inadequações da tabela 
periódica de Mendeleev, que era baseada na massa atômica, Frederick Soddy propõe o 
conceito de isótopo, elementos que possuem as mesmas propriedades químicas podem 
possuir diferentes pesos atômicos. 
Nesta época também se iniciou a popularização do rádio como mídia de massa e 
também do automóvel como meio de transporte, com a indústria na época dominada pela 
Ford. A produção científica europeia sempre foi valorizada, portanto Bohr não encontrou 
dificuldades em poder ter seu trabalho aceito e revisado. Hoje já pode ser considerado 
ultrapassado, mesmo que muito relevante, pois um pesquisador usou como molde os 
estudos do dinamarquês e hoje é o mais aceito. 
 
… 
 
Um fator bem curioso e relevante, mas que é pouco discutido é a amizade que 
surgiu entre Rutherford e Niels Bohr. Enquanto Bohr trabalhava no Laboratório Cavendish, 
conheceu Rutherford e ele tornou-se uma fonte de inspiração para Niels. Certo tempo 
depois, em 1912, Bohr foi para Manchester trabalhar com ele. 
Em Manchester, Bohr aprofundou seus conhecimentos sobre radioatividade e realizou 
medidas de absorção dos raios alfa pelos metais, buscando calcular a perda de energia 
quando há passagem pela matéria. 
Durante todo esse período, ele estudou melhor o modelo atômico proposto por 
Rutherford e desenvolveu as bases para a publicação de seus artigos. Além de desenvolver 
seu trabalho bastante próximo de Rutherford, ele fazia questão de acompanhar 
pessoalmente o trabalho desenvolvido por seus estudante e assistentes. 
Após muitos anos trabalhando juntos, uma forte amizade surgiu entre ambos os cientistas e 
depois de muitos momentos e pesquisas feitos em conjunto, essa amizade chegou ao fim 
em 1937, com a morte de Rutherford. 
 
 
 
5. ERNEST RUTHERFORD 
5.1 BiografiaErnest Rutherford nasceu na Nova Zelândia, próximo a Nelson, em 30 agosto de 
1871 numa família empobrecida de imigrantes londrinos e faleceu em 1937. Rutherford foi 
sempre descrito com um homem simples e gentil, de grande entusiasmo pelo trabalho e 
respeito pela educação. 
Ele já era percebido como talentoso ainda jovem, como quando recebeu uma bolsa 
para o Nelson College, ou como 2 anos depois recebeu outra para uma universidade 
próxima, a Canterbury College. Lá, não só cursou física por 3 anos como foi convidado a 
permanecer mais 2 devido a sua excelência, obtendo sua pós-graduação e iniciando uma 
pesquisa sobre a magnetização do ferro, que o levou a publicação de seus primeiros artigos 
científicos em 1894 e 1895. 
Nessa mesma época, a Royal Commission deu uma bolsa para o estudante mais 
promissor da Nova Zelândia no ramo científico, e apesar de não ter sido o escolhido de 
primeira, Rutherford conseguiu a bolsa pois o vencedor não pôde aceitá-la. Com isso, ele foi 
para Londres trabalhar no Laboratório Cavendish, com o recém famoso J. J. Thomson, em 
Cambridge. Rutherford e Thomson se deram muito bem, formando um forte vínculo, e 
Rutherford seguiu com suas pesquisas anteriores, porém houveram grandes influências que 
realmente determinaram o destino da física. Nesses anos (1895 e 1896) foram descobertos 
os Raios X por Wilhelm Röntgen e a radioatividade por Henri Becquerel, que chamaram a 
atenção de Thomson, que convidou Rutherford para participar de sua pesquisa. Ela os levou 
a fazer uma publicação conjunta, aumentando o respeito por professor e aluno, além de 
contribuir para Rutherford pesquisar mais sobre a radioatividade, especialmente o urânio. 
Em 1898 Rutherford foi para a Universidade McGill, no Canadá. Ele detectou e 
classificou as radiações do Urânio como alfa e beta, também identificando a radiação gama. 
Juntamente com Soddy, propôs a teoria da desintegração radioativa e de que partículas alfa 
eram átomos de hélio ionizados. Rutherford procurou bombardear a matéria com partículas 
alfa e constatou que muitas delas apresentaram um desvio da sua trajetória ao 
atravessarem a matéria. 
 
5.2 Contribuição científica 
O modelo atômico de Rutherford foi proposto através de diversos experimentos e 
observações, que a propósito não foram feitos por ele, mas sim por seus alunos Hans 
Geiger e Ernest Marsden. Geiger e Marsden desenvolveram experimentos entre 1908 e 
1910 sobre o comportamento das partículas alfa e beta quando atravessavam a matéria, 
bem como seu espalhamento. Foram realizados muitos experimentos bombardeando 
finíssimas lâminas de diferentes metais com partículas alfa e beta. 
Utilizando o método cintilográfico, Geiger pôde perceber que ao bombardear as 
lâminas metálicas com partículas alfa, um pequeno número dessas partículas não 
atravessava o metal e retornava com pequenos ângulos de desvio. Ele percebeu que para 
maiores ângulos de desvio era encontrado ​um número menor de partículas que sofriam 
desvio, bem como que a quantidade de partículas que retornavam aumentava com o 
aumento do peso ​atômico do metal. Os alunos realizaram muitos experimentos onde 
investigaram três pontos: a quantidade relativa de reflexão a partir de diferentes metais; a 
quantidade relativa de reflexão a partir de metais de espessura variável e a fração de 
partículas alfa incidentes, que são refletidas. 
Os resultados obtidos com lâminas de ouro acabariam tendo um lugar de destaque 
no artigo publicado em seguida por Rutherford e na história que se conta sobre o dito 
 
“experimento de espalhamento de partículas alfa de Rutherford” que o teria levado a propor 
seu modelo atômico. 
O átomo proposto por Rutherford a partir de conclusões tiradas com os experimentos 
realizados consistia em "uma carga central concentrada em um ponto e rodeada por uma 
distribuição esférica u​niforme de carga elétrica oposta, de mesmos valores”. Como é 
possível perceber, Rutherford, inicialmente, não definiu a carga das partículas. Ou seja, a 
partícula central poderia ser positiva ou negativa, assim como as partículas que giravam em 
torno desse centro. Ele apenas colocou que essas cargas teriam sinais opostos. Além disso, 
propôs que "a carga central do átomo é aproximadamente proporcional ao seu peso 
atômico. 
 
 
6. JOHN W. NICHOLSON 
 
6.1 Biografia 
John William Nicholson nasceu em 1 de novembro de 1881 em Darlington, 
Inglaterra. Seu trabalho foi fundamental para a quantização do átomo, além de haver muitas 
contribuições para o campo da astroquímica. Ele sempre teve uma aptidão pelas 
matemáticas e ciências, graduando e mestrando em física em Manchester, e enquanto 
realizava o mestrado, fazia o curso de matemática e física experimental na Universidade de 
Londres, concluindo ainda seu doutorado. Tudo isso entre 1898 e 1906. 
Na época em que estudou em Cambridge, atuou no laboratório Cavendish, onde 
desenvolveu suas pesquisas atômicas e quando recebeu diversos prêmios acadêmicos, se 
tornando Membro da Royal Astronomical Society em 1911. Futuramente ele se tornaria 
membro de inúmeras outras sociedades e ainda presidente da Roentgen Society e vice da 
Physical Society. 
Em 1913 se tornou professor de matemática no King’s College, onde conheceu 
Charles G. Barkla e Thomas R. Merton, este último sendo um parceiro de pesquisa sobre 
linhas espectrais. Em 1921 Nicholson foi para Oxford, trabalhando como tutor de 
matemática. Nessa época ele se casou com Dorothy Maude, matemática e feminista, porém 
alguns anos após o nascimento de sua filha, se separaram. 
Durante o período que trabalhou em Oxford, foi comprovado que Nicholson sofreu de 
manifestações de problemas mentais que acabaram o afastando das pesquisas. Ele foi 
internado 3 vezes devido a problemas com ansiedade e alcoolismo, porém era sempre 
liberado para realizar suas atividades, mesmo que sua saúde estivesse dizendo que se 
deveria fazer o oposto. Na terceira internação, entretanto, ele não voltou às suas atividades 
e permaneceu recebendo pensão da universidade até sua morte em 10 de outubro de 1955, 
com 73 anos. 
 
6.2 Contexto histórico e contribuição científica 
John William Nicholson nasceu em 1881 e morreu em 1995, ambos na Inglaterra. 
Ele desenvolveu suas pesquisas sobre a estrutura dos átomos no ano de 1911. Portanto, 
dentro de um intervalo de tempo muito favorável à produção científica - vivia-se naquela 
época a Segunda Revolução Industrial e a Belle Époque, ambas as fases alavancaram, 
demasiadamente, estudos científicos e desenvolvimento tecnológico. 
O trabalho do físico inglês John W. Nicholson (1881-1955) foi indispensável para a 
quantização do átomo, além das diversas contribuições no campo da astroquímica. Seu 
modelo planetário, derivado de ideias de Nagaoka e Thomson, propõe o átomo com núcleo 
maciço e com elétrons em órbita. 
 
O fato de Nicholson nascer e viver na inglaterra também o ajudou muito nesse 
âmbito. Lamentavelmente, John Nicholson sofre de problemas mentais que o impedem de 
dar continuidade aos estudos e trabalhos. Esse é um possível elemento causador da falta 
deêxito de sua pesquisa. 
 
 
7. NIELS H. D. BOHR 
7.1 Biografia 
Niels Henrik David Bohr foi um dos mais influentes cientistas do século 20 e vem 
recebendo um tratamento especial por parte dos historiadores da ciência. Bohr nasceu em 
Copenhague no dia 07 de outubro de 1885 e morreu no dia 18 de novembro de 1962, na 
sua cidade natal. Ele era o segundo numa família de 3 filhos. Seu pai, Christian Bohr, foi 
professor de psicologia da Universidade de Copenhague e sua mãe, Ellen Adler, pertencia a 
uma importante família judia da Dinamarca. 
Bohr e seus irmãos tiveram uma ótima educação formal, cultural e esportiva. Seu 
irmão, Harald, foi considerado mais brilhante que Niels. Na Universidade de Copenhague 
onde estudou física, matemática, química e astronomia, Niels tornou-se um investigador 
perspicaz. Seu primeiro projeto de investigação foi a precisa determinação da tensão 
superficial da água e lhe rendeu uma medalha de ouro da Academia de Ciências. 
Mesmo com toda a sua produção acadêmica, Bohr nunca escreveu um único livro. 
Suas produções, em geral, são conferências que foram publicadas e artigos, e estão em 
torno de cerca de cento e cinquenta. 
Em Copenhague, Bohr fez graduação, mestrado e doutorado, concluído em 1911. 
Foi orientado pelo físico Christian Christiansen. Construiu uma tese, onde o assunto foi: a 
aplicação da teoria dos elétrons à explicação das propriedades físicas dos metais. Era um 
trabalho puramente teórico que dava continuidade à dissertação de mestrado de 1909, e 
descrevia o comportamento dos elétrons em um metal como um gás movendo-se mais ou 
menos livremente. Na conclusão de sua tese, Bohr afirmou: “posso assumir que há forças 
na natureza de um tipo completamente diferente da mecânica usual”. Provavelmente ele 
considerou a teoria quântica de Planck como um dos caminhos para resolver os problemas 
encontrados durante a formulação de sua tese. 
Após defender a sua tese, Bohr foi para Cambridge (Inglaterra), para continuar seus 
estudos sobre a teoria dos elétrons, no laboratório Cavendish dirigido por Thomson. Bohr 
definia o laboratório e o cientista em questão como: “eu considerava Cambridge como o 
centro da física e Thomson como o homem mais maravilhoso, um gênio que mostrou o 
caminho para todos”. Entretanto, Bohr não obteve a recepção que esperava por parte do 
diretor do Laboratório. 
Em seu primeiro encontro com Thomson, Bohr levou a sua tese e levou um artigo do 
próprio Thomson, no qual Bohr fez questão de apontar, em seu inglês deficiente, os erros 
cometidos por Thomson. Mas, por mais que pudesse indicar os erros que descobriu, ele foi 
incapaz de explicar seus argumentos. Ao que tudo indica, Thomson nunca leu a tese de 
Niels e nunca teve uma relação amistosa com o jovem. Apesar de tudo, Bohr começou seus 
trabalhos com tubos de descarga de raios catódicos no laboratório Cavendish e conheceu 
vários pesquisadores. 
Niels Bohr encontrou Rutherford, o promissor jovem doutor neozelandês, ganhador 
do prêmio Nobel em 1907, que parece ter se tornado uma inspiração para ele. A partir daí, 
se originou uma forte amizade que perdurou até a morte de Rutherford (1937). Após alguns 
encontros e conversas, Bohr e Rutherford desenvolveram negociações em torno da 
possibilidade de uma estadia de Bohr em Manchester. 
 
Em 1912, entre março e julho, em Manchester, Bohr começou a aprofundar seus 
conhecimentos sobre radioatividade e realizou medidas da absorção dos raios alfa pelos 
metais, buscando calcular a perda de energia a partir da passagem pela matéria. Ele 
ampliou sua compreensão do modelo atômico de Rutherford ao mesmo tempo em que 
desenvolveu as bases para a publicação de seus artigos “Sobre a constituição de átomos e 
moléculas”, que for apresentados em 1913. 
Além de desenvolver seu trabalho bastante próximo de Rutherford, fazia questão de 
acompanhar pessoalmente o trabalho desenvolvido por seus estudantes e assistentes. 
Mesmo trabalhando com radioatividade, não deixou de continuar suas investigações 
teóricas sobre a teoria eletrônica dos metais conforme cartas enviadas para o seu irmão, 
Harald. 
 
7.2 Contribuição científica 
Bohr através de pesquisas complementou o átomo de Rutherford, trazendo novas 
características sobre o mesmo. Segundo ele, o modelo anterior não explicava muito bem 
alguns aspectos e deixava algumas pontas soltas, como por exemplo, não conseguir 
explicar de forma satisfatória como os elétrons se organizam, já que da forma de Rutherford 
propunha, os elétrons poderiam se colidir com o núcleo. 
Rutherford propôs as órbitas ao redor do núcleo onde se situava os elétrons. No 
entanto, Bohr explica que existem níveis de energias permitidos para que estes possam 
circular, ou seja, ao redor do núcleo há níveis nos quais os elétrons podem existir e 
conheceu 7 desses (K, L, M, N, O, P, Q). Cada um com seu nível de energia e com a 
possibilidade de transporte de elétrons de uma camada para outra com a perda ou o ganho 
da mesma. Quanto maior a distância da camada para o núcleo, maior é a energia do 
elétron e para haver esse transporte de dentro para fora é necessário receber um quantum 
já para o transporte de fora pra dentro é necessário liberar um fóton (quantum ​é o menor 
valor que certas grandezas físicas podem apresentar. São exemplos de grandezas quantizadas 
a energia e o momento angular de um elétron em um átomo. ​Já os ​fótons são as partículas 
que compõem a luz e podem ser definidos como pequenos “pacotes” que transportam a 
energia contida nas radiações eletromagnéticas). 
 
 
8. ARNOLD J. W. SOMMERFELD 
8.1 Biografia 
Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld nasceu no dia 5 de dezembro de 1868 em 
Konigsberg, Prússia, que hoje é a província de Kaliningrado, na Rússia. Filho de um médico, 
Arnold se interessou desde pequeno nas ciências exatas. Ele se saia bem em todas as 
disciplinas escolares, principalmente em matemática. 
Depois de terminar os estudos regulares, Arnold começou a estudar matemática na 
Universidade de Konigsberg, onde também estudou as ciências físicas e filosofia. Após 
concluir o doutorado em matemática em 1891, ele trabalhou como professor na 
Universidade de Göttingen. Tornou-se professor de matemática na Universidade de 
Universidade Clausthal-Zellerfeld em 1897 e de engenharia técnica na Universidade de 
Aix-la-Chapelle em 1900, onde desenvolveu a teoria da lubrificação hidrodinâmica, que na 
teoria garante que não ocorra contato metal com metal. 
Em 1897, envolveu-se em um acordo com Felix Klein, em um ensaio de quatro 
volumes sobre o giroscópio. Seu fundamento se baseia no princípio da Inércia. Entre 1901 e 
1931, ele se estabeleceu como professor de física na Universidade de Munique. Lá teve 
contato com a teoria da relatividade restrita de Albert Einstein. Em 1914, estudou com Léon 
 
Brillouin a propagação de ondas eletromagnéticas em meio dispersivos. Posteriormente se 
tornou um dos maiores fundadores da mecânica quântica e co-descobridor da lei de 
quantização, uma generalização do modelo atômico de Bohr. Teve vários alunos famosos, 
como WernerHeisenberg e Hans Bethe. Em 1927, aplicou as estatísticas de Fermi-Dirac ao 
modelo de Drude dos elétrons em metais. A nova teoria resolveu boa parte dos problemas 
de predição das propriedades térmicas do modelo. 
Arnold Sommerfeld foi um grande teórico e, além de suas valiosas contribuições à 
teoria quântica, trabalhou em outros campos da física, tais como a teoria clássica do 
eletromagnetismo. Teve 84 indicações ao Nobel de Física e recebeu uma medalha Lorentz 
em 1939. Casou-se com Johanna Höpfner e teve três filhos e uma filha. Ele morreu em 
1951 em Munique por ferimentos devido a um acidente de trânsito. 
 
8.2 Contexto histórico 
Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld nasceu em 1868 e faleceu em 1951. Ele ter 
introduzido a constante de estrutura fina em 1916 é um fator que pode ter contribuído para 
seus estudos se formos analisar o contexto histórico em que ele estava vivendo, podemos 
dizer que como ele estava vivendo no período da segunda revolução Industrial pode ter sido 
um fato importante para toda sua pesquisa, uma vez que a revolução foi um período de 
grande incentivo à pesquisas e intenso desenvolvimento tecnológico. 
 
8.3 Contribuição científica 
O modelo atômico de Sommerfeld surge para refinar as deficiências do modelo atômico 
de Bohr. As proposições desse modelo relatam que os elétrons descrevem órbitas circulares 
ao redor do núcleo, sem irradiar energia; afirma também que nem todas as órbitas eram 
possíveis, somente órbitas cujo momento angular do elétron atende a certas características 
são ativadas. Deve-se notar que o momento angular de uma partícula depende de um 
compêndio de todas as suas magnitudes (velocidade, massa e distância) em relação ao 
centro da curva e a energia liberada quando um exército desce de uma órbita para outra é 
emitida na forma de energia luminosa (fóton). 
A proposta de Sommerfeld conseguira, através da instituição do segundo número 
quântico, explicar como os espectros de emissão apresentavam o fenômeno de linhas 
múltiplas nas raias espectrais. Segundo este modelo, as múltiplas linhas seriam os 
subníveis de energia que compõem o nível ou camada de energia e estes subníveis foram 
caracterizados como “s”, “p”, “d” e “f”, derivados de conceitos relativos à espectroscopia. 
 
 
9. PERSPECTIVAS FUTURAS 
Poucas pessoas sabem, mas o modelo atômico mais aceito atualmente é o modelo 
proposto por Erwin Schrodinger. Este que diz que um átomo possui um núcleo em torno do 
qual movimentam-se os elétrons e esse movimento não pode ser descrito, já que as 
trajetórias são indeterminadas, porém há a possibilidade de calcular em que setores os 
elétrons se encontram em torno do núcleo do átomo. 
Mas afinal, o que podemos esperar para o futuro? Bom, várias perguntas não foram 
respondidas ainda, como por exemplo: que trajetória os elétrons seguem exatamente? 
Como os elementos químicos são formados no universo? E talvez nem haja uma resposta 
 
tão brevemente, porém o que podemos esperar, é que muitas descobertas ainda serão 
feitas sobre o assunto, talvez demore pouco ou demore muito para encontrarem o modelo 
que mais satisfaz toda a comunidade científica, porém o assunto ainda é estudado e já que 
a ciência está sempre em evolução, podemos esperar mais sobre tal assunto. 
 
 
 
10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
https://www.youtube.com/watch?v=a2DtLC2vwfk (contribuições científicas de bohr) 
LOPES, Bruno E R, GOMES, Beatriz M. Dos filósofos gregos à Bohr: uma revisão histórica 
sobre a evolução dos modelos atômicos. 2018. 
LOPES, Cesar V. M. Modelos atômicos no início do século XX: da física clássica à 
introdução da teoria quântica 
http://fisica-com-quimica.blogspot.com.br/2008/05/arnold-sommerfeld.html (biografia de 
Sommerfeld) 
Brasil escola 
InfoEscola 
Globo ciência 
https://www.infoescola.com/quimica/modelo-atomico-de-rutherford/ (contexto histórico de 
Rutherford) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://fisica-com-quimica.blogspot.com.br/2008/05/arnold-sommerfeld.html
https://www.infoescola.com/quimica/modelo-atomico-de-rutherford/