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Antiguidade
Na
antiguidade acreditava-se que dividindo a matéria em pedaços cada vez menores,
chegar-se-ia a um ponto onde partículas, cada vez menores, seriam invisíveis ao
olho humano e, segundo alguns pensadores, indivisíveis. Graças a essa
propriedade, receberam o nome de átomos, termo que significa indivisíveis, em
grego. Foi quando surgiu entre os filósofos gregos o termo atomismo.
Parmênides
propôs a teoria da unidade e imutabilidade do ser, esta, estava em constante
mutação através dos postulados de Heráclito.
O
atomismo foi a teoria cujas intuições mais se aproximaram das modernas
concepções científicas sobre o modelo atômico.
No
século V a.C. Leucipo de Mileto juntamente a seu discípulo Demócrito de Abdera,
(400 a.C.), considerado o pai do atomismo grego, discorreram sobre a natureza
da matéria de forma elegante e precisa.
Demócrito,
propôs que a realidade, o todo, se compõe não só de átomos ou partículas
indivisíveis de natureza idêntica, conforme proposto por Parmênides. Demócrito
acreditava que o vácuo era um não ente. Esta tese entrou em franca contradição
com a ontologia parmenídea.
Heráclito
postulava que não-ente (vácuo) e matéria (ente) desde a eternidade interagem
entre si dando origem ao movimento. E que os átomos apresentam as propriedades
de: forma; movimento; tamanho e impenetrabilidade e, por meio de choques entre
si, dão origem a objetos.
Segundo
Demócrito a matéria era descontínua, portanto, ao invés dos corpos
macroscópicos, os corpos microscópicos, ou átomos não interpenetram-se nem
dividem-se, sendo suas mudanças observadas em certos fenômenos físicos e
químicos como associações de átomos e suas dissociações e que qualquer matéria
é resultado da combinação de átomos dos quatro elementos: ar; fogo; água e
terra. Aristóteles, ao contrário de Demócrito, postulou a continuidade da
matéria, ou, não constituída por partículas indivisíveis.
Em
60 a.C., Lucrécio compôs o poema De Rerum Natura, que discorria sobre o
atomismo de Demócrito.
Os
filósofos, porém, adotaram o modelo atômico de Aristóteles, da matéria
contínua, que foi seguido pelos pensadores e cientistas até o século XVI d.C.
John Dalton
O
professor da universidade inglesa New College de Manchester, John Dalton foi o
criador da primeira teoria atômica moderna na passagem do século XVIII para o
século XIX.
Em
1803 Dalton publicou o trabalho Absorption of Gases by Water and Other Liquids,
(Absorção de gases pela água e outros líquidos), neste delineou os princípios
de seu modelo atômico.
Segundo
Dalton:
·
Átomos
de elementos diferentes possuem propriedades diferentes entre si;
·
Átomos
de um mesmo elemento possuem propriedades iguais e de peso invariável;
·
Átomo
é a menor porção da matéria, e são esferas maciças e indivisíveis;
·
Nas
reações químicas, os átomos permanecem inalterados;
·
Na
formação dos compostos, os átomos entram em proporções numéricas fixas 1:1,
1:2, 1:3, 2:3, 2:5 etc.;
·
O
peso total de um composto é igual à soma dos pesos dos átomos dos elementos que
o constituem.
Em
1808, Dalton propôs a teoria do modelo atômico, onde o átomo é uma minúscula
esfera maciça, impenetrável, indestrutível, indivisível e sem carga. Todos os
átomos de um mesmo elemento químico são idênticos. Seu modelo atômico foi
chamado de modelo atômico da bola de bilhar.
Em
1810 foi publicada a obra New System of Chemical Philosophy (Novo sistema de
filosofia química), nesse trabalho havia testes que provavam suas observações,
como a lei das pressões parciais, chamada de Lei de Dalton, entre outras
relativas à constituição da matéria.
Os
átomos são indivisíveis e indestrutíveis;
Existe
um número pequeno de elementos químicos diferentes na natureza;
Reunindo
átomos iguais ou diferentes nas variadas proporções, podemos formar todas as
matérias do universo conhecidas(Como os Diamantes);
Para
Dalton, o átomo era um sistema contínuo. Apesar de um modelo simples, Dalton
deu um grande passo na elaboração de um modelo atômico, pois foi o que instigou
na busca por algumas respostas e proposição de futuros modelos.
Joseph John Thomson
Em
1897, Joseph John Thomson formulou a teoria segundo a qual a matéria,
independente de suas propriedades, contém partículas de massa muito menores que
o átomo do hidrogênio. Inicialmente denominou-as de corpúsculos, depois
conhecidas como elétrons e acreditava que era impossível auto-dividir as partes
sem que ocorra um serramento de fissão nuclear no átomo. A demonstração se deu
ao comprovar a existência daqueles corpúsculos nos raios catódicos disparados
na ampola de crookes (um tubo que continha vácuo), depois da passagem da
corrente elétrica. Através de suas experiências, Thomson concluiu que a matéria
era formada por um modelo atômico diferente do modelo atômico de Dalton: uma
esfera de carga positiva continha corpúsculos (elétrons) de carga negativa
distribuídos uniformemente. Tal modelo ficou conhecido como pudim de passas.
Ernest Rutherford
As
bases para o desenvolvimento da física nuclear foram lançadas por Ernest
Rutherford ao desenvolver sua teoria sobre a estrutura atômica. O cientista
estudou por três anos o comportamento dos feixes de partículas ou raios X, além
da emissão de radioatividade pelo elemento Urânio. Uma das inúmeras
experiências realizadas, foi a que demonstrava o espalhamento das partículas
alfa. Esta foi base experimental do modelo atômico do chamado átomo nucleado
onde elétrons orbitavam em torno de um núcleo. Durante suas pesquisas
Rutherford observou que para cada 10.000 partículas alfa aceleradas incidindo
numa lâmina de ouro, apenas uma refletia ou se desviava de sua trajetória. A
conclusão foi que o raio de um átomo poderia ser em torno de 10.000 vezes maior
que o raio de seu núcleo. Rutherford e Frederick Soddy ainda, descobriram a
existência dos raios gama e estabeleceram as leis das transições radioativas
das séries do tório, do actínio e do rádio. O modelo atômico de Rutherford
ficou conhecido como modelo planetário, pela sua semelhança com a formação do
Sistema Solar. Em 1911, Ernest Rutherford propôs o modelo de átomo com
movimentos planetários. Este modelo foi estudado e aperfeiçoado por Niels Bohr,
que acabou por demonstrar a natureza das partículas alfa como núcleos de hélio.
Niels Bohr
A
teoria orbital de Rutherford encontrou uma dificuldade teórica resolvida por
Niels Bohr.
No
momento em que temos uma carga elétrica negativa composta pelos elétrons
girando ao redor de um núcleo de carga positiva, este movimento gera uma perda
de energia devido a emissão de radiação constante. Num dado momento, os
elétrons vão se aproximar do núcleo num movimento em espiral e cair sobre si.
Em
1911, Niels Bohr publicou uma tese que demonstrava o comportamento eletrônico
dos metais. Na mesma época, foi trabalhar com Ernest Rutherford em Manchester,
Inglaterra. Lá obteve os dados precisos do modelo atômico, que iriam lhe ajudar
posteriormente.
Em
1913, observando as dificuldades do modelo de Rutherford, Bohr intensificou
suas pesquisas visando uma solução teórica.
Em
1916, Niels Bohr retornou para Copenhague para atuar como professor de física.
Continuando suas pesquisas sobre o modelo atômico de Rutherford.
Em
1920, nomeado diretor do Instituto de Física Teórica, Bohr acabou desenvolvendo
um modelo atômico que unificava a teoria atômica de Rutherford e a teoria da
mecânica quântica de Max Planck.
Sua
teoria consistia que ao girar em torno de um núcleo central, os elétrons
deveriam girar em órbitas específicas com níveis energizados. Realizando
estudos nos elementos químicos com mais de dois elétrons, concluiu que se
tratava de uma organização bem definida em orbitais. Descobriu ainda que as
propriedades químicas dos elementos eram determinadas pelo orbital mais
externo. Louis Victor Pierre Raymondi (sétimo duque de Broglie), onde todo
corpúsculo atômico pode comportar-se de duas formas, como onda e como
partícula.
Erwin Schrödinger, Louis Victor de Broglie e Werner Heisenberg
Erwin
Schrödinger, Louis Victor de Broglie e Werner Heisenberg, reunindo os
conhecimentos de seus predecessores e contemporâneos, acabaram por desenvolver
uma nova teoria do modelo atômico, além de postular uma nova visão, chamada de
mecânica ondulatória.
Fundamentada
na hipótese proposta por Broglie onde todo corpúsculo atômico pode comportar-se
como onda e como partícula, Heisenberg, em 1925, postulou o princípio da
incerteza.
A
ideia de órbita eletrônica acabou por ficar desconexa, sendo substituída pelo
conceito de probabilidade de se encontrar num instante qualquer um dado elétron
numa determinada região do espaço.
O
átomo deixou de ser indivisível como acreditavam filósofos gregos antigos e
Dalton. O modelo atômico portanto, passou a se constituir na verdade, de uma
estrutura mais complexa.
O atual modelo atômico
Sabe-se
que os elétrons possuem carga negativa, massa muito pequena e que se movem em
órbitas ao redor do núcleo atômico.
O
núcleo atômico é situado no centro do átomo e constituído por prótons que são
partículas de Carga elétrica positiva, cuja massa é aproximadamente 1.837 vezes
superior a massa do elétron, e por nêutrons, partículas sem carga e com massa
ligeiramente superior a dos prótons.
O
átomo é eletricamente neutro, por possuir números iguais de elétrons e prótons.
O
número de prótons no átomo se chama número atômico, este valor é utilizado para
estabelecer o lugar de um determinado elemento na tabela periódica.
A
tabela periódica é uma ordenação sistemática dos elementos químicos conhecidos.
Cada
elemento se caracteriza por possuir um número de elétrons que se distribuem nos
diferentes níveis de energia do átomo correspondente.
Os
níveis energéticos ou camadas, são denominados pelos símbolos K, L, M, N, O, P
e Q.
Cada
camada possui uma quantidade máxima de elétrons. A camada mais próxima do
núcleo K, comporta somente dois elétrons; a camada L, imediatamente posterior,
oito, M, dezoito, N, trinta e dois, O, trinta e dois, P, dezoito e Q possui
oito.
Os
elétrons da última camada (mais afastados do núcleo) são responsáveis pelo
comportamento químico do elemento, por isso são denominados elétrons de
valência.
O
número de massa é equivalente à soma do número de prótons e nêutrons presentes
no núcleo.
O
átomo pode perder elétrons, carregando-se positivamente, é chamado de íon
positivo (cátion).
Ao
receber elétrons, o átomo se torna negativo, sendo chamado íon negativo
(ânion).
O
deslocamento dos elétrons provoca uma corrente elétrica, que dá origem a todos
os fenômenos relacionados à Eletricidade e ao magnetismo.
No
núcleo do átomo existem duas forças de interação a chamada interação nuclear
forte, responsável pela coesão do núcleo, e a interação nuclear fraca, ou força
forte e força fraca respectivamente.
As
forças de interação nuclear são responsáveis pelo comportamento do átomo quase
em sua totalidade.
As
propriedades físico-químicas de um determinado elemento são predominantemente
dadas pela sua configuração eletrônica, principalmente pela estrutura da última
camada, ou camada de valência.
As
propriedades que são atribuídas aos elementos na tabela, se repetem
ciclicamente, por isso se denominou como tabela periódica dos elementos.
Os
isótopos são átomos de um mesmo elemento com mesmo número de prótons (podem ter
quantidade diferente de nêutrons).
Os
isótonos são átomos que possuem o mesmo número de nêutrons
Os
isóbaros são átomos que possuem o mesmo número de massa
Através
da radioatividade alguns átomos actuam como emissores de radiação nuclear, esta
constitui a base do uso da energia atômica.
Erwin
Schrödinger, Louis Victor de Broglie e Werner Heisenberg, reunindo os
conhecimentos de seus prodecedores e contemporâneos, acabaram por desenvolver
uma nova teoria do modelo atômico, além de postular uma nova visão, chamada de
Mecânica ondulatória.
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