Evolução Dos Modelos Atômicos

Um grande passo rumo ao desenvolvimento da Química como ciência foi a evolução do entendimento a respeito da estrutura atômica. Por exemplo, foi possível entender o que constitui a matéria, prever determinados comportamentos dos materiais, entender e manipular a radioatividade, produzir produtos de nossos interesses e assim por diante.

Mas, para que chegássemos até a ideia atual da estrutura atômica, foi preciso o pensamento de filósofos, que levantaram hipóteses, isto é, suposições que na época não podiam ser comprovadas, sobre a constituição da matéria. Entre eles estavam os dois filósofos gregos Demócrito e Leucipo que, em meados de 450 a.C, levantaram a hipótese de que tudo seria formado por pequenas partículas indivisíveis, que eles denominaram de átomos. Essa palavra vem do grego a, que significa “não”, e tomo, “parte”, ou seja, “sem partes” ou “indivisível”. Isso significa que se fôssemos dividindo sucessivamente um corpo, chegaríamos num momento em que isso não seria mais possível, porque chegaríamos à menor parte que compõe a matéria.

No entanto, suas ideias não foram bem aceitas pelos filósofos da época e elas foram substituídas por outras, como as ideias de Aristóteles que perduraram por séculos à frente.

Foi somente no século XIX que a ideia dos átomos foi retomada, pois agora os cientistas podiam testar as suas hipóteses por meio de experimentos para comprová-los ou para refutar ideias de outros cientistas. Logo mais abaixo, temos alguns dos principais cientistas que contribuíram para o estudo da constituição do átomo, que são vistos no Ensino Médio.

Embora algumas ideias não estivessem totalmente corretas, todas as contribuições dadas foram importantes, pois foi a partir da ideia de um cientista que o outro pode desenvolver o próximo modelo.

Todos eles elaboram um modelo atômico, ou seja, uma representação que não corresponde exatamente à realidade, mas que serve para explicar corretamente o comportamento do átomo. Por exemplo, imagine que você faça um desenho idêntico a uma caneta. Por meio deste desenho, todos conseguem identificar que se trata de uma caneta, porém o desenho não é a caneta. De modo similar, o modelo atômico serve para entendermos o funcionamento do átomo, suas propriedades e características. Mas, o modelo não é exatamente igual ao átomo.

Vejamos então os principais modelos atômicos:

1- Modelo de Dalton:

O químico inglês John Dalton (1766-1844) retomou as ideias de Leucipo e Demócrito e, baseando-se em leis já comprovadas experimentalmente, como as Leis Ponderais, ele propôs resumidamente que o átomo seria parecido com uma bola de bilhar, isto é, esférico, maciço e indivisível.

2-Modelo de Thomson:

A natureza elétrica da matéria já era bem conhecida, por exemplo, há 2500 anos, na Grécia antiga, o filósofo Tales de Mileto já havia mostrado que quando atritamos âmbar com um pedaço de lã, ele passa a atrair objetos leves. Porém, o modelo atômico de Dalton não explicava esse fato: como a matéria neutra podia ficar elétrica.

Assim, em 1897, o físico inglês Joseph John Thomson (1856-1940) passou a trabalhar com a ampola de Crookes, ou seja, um tubo onde gases eram submetidos a voltagens elevadíssimas, produzindo raios catódicos. Quando se colocava um campo elétrico externo, esses raios se desviavam em direção à placa positiva, o que significava que o átomo teria partículas negativas, que ficaram denominadas como elétrons.

No entanto, como a natureza da matéria é neutra, uma explicação razoável seria de que haveria uma parte positiva que neutralizaria os elétrons. Com base nesse raciocínio, em 1903, Thomson modificou o modelo de Dalton, pois o átomo não seria maciço nem indivisível, e estabeleceu o seu, que propôs o seguinte:

O átomo é uma esfera de carga elétrica positiva, não maciça, incrustada de elétrons (partículas negativas), de modo que sua carga total seja nula.

Esse modelo foi comparado a um “pudim de passas”.

3- Modelo de Rutherford:

Em 1911, o físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937) realizou um experimento em que bombardeou uma finíssima lâmina de ouro com partículas alfa vindas do polônio radioativo. Ele observou que a maioria das partículas atravessava a folha, o que significava que o átomo deveria ter imensos espaços vazios. Algumas partículas eram rebatidas, o que seria explicado se o átomo tivesse um núcleo pequeno e denso e, por fim, algumas partículas alfa sofriam um desvio em sua trajetória, o que significava que o núcleo seria positivo, pois as partículas alfa eram positivas e foram repelidas ao passar perto do núcleo.

Com isso, o modelo atômico de Rutherford defendeu o seguinte:

O átomo seria composto por um núcleo muito pequeno e de carga elétrica positiva, que seria equilibrado por elétrons (partículas negativas), que ficavam girando ao redor do núcleo, numa região periférica denominada eletrosfera.

O átomo seria semelhante ao sistema solar, em que o núcleo representaria o Sol e os elétrons girando ao redor do núcleo seriam os planetas.

Em 1904, Rutherford descobriu que na verdade o núcleo era composto por partículas positivas denominadas prótons e, em 1932, Chadwick descobriu que havia também partículas neutras no núcleo que ajudavam a diminuir a repulsão entre os prótons.

4- Modelo de Rutherford-Bohr:

O estudo dos espectros eletromagnéticos dos elementos pelo físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962) permitiu adicionar algumas observações ao modelo de Rutherford, por isso, o seu modelo passou a ser conhecido como modelo atômico de Rutherford-Bohr:

Só é permitido ao elétron ocupar níveis energéticos nos quais ele se apresenta com valores de energia múltiplos inteiros de um fóton.

É importante ressaltar que as ideias sobre o que compõe o átomo continuam progredindo e existem outros modelos atômicos mais modernos. Entretanto, o modelo de Rutherford-Bohr explica a grande maioria dos comportamentos do átomo estudados no Ensino Médio.

A evolução do modelo atômico contou com a contribuição de quatro cientistas principais: Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr

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