evolução dos modelos atômicos

Física Moderna

Modelos Atômicos

Ideias iniciais do átomoVivemos em um

mundo onde as “coisas” são macroscópicas, porém o

homem sempre se preocupou em desvendar outro mundo, o

chamado mundo microscópico. Para isso, teve

que fazer investigações e experimentações, além de

criar novas ideias e modelos.

Prof. Marivane Biazus - 2014


Ideias iniciais do átomoEntre as muitas ideias que surgiram, havia a de que se

dividirmos uma porção qualquer de matéria, poderíamos chegar à sua unidade fundamental, ou seja, até uma partícula que não poderia ser mais dividida.

Essas ideias foram especuladas há 2.500 anos, na Grécia antiga, gerando muita polêmica, como ainda hoje acontece com as novas teorias.

Foram os gregos que inventaram o termo átomo (a = negação; tomo = partes, assim não há partes, e, portanto, não é divisível). Essas ideias filosóficas gregas incitaram o homem a pesquisar a matéria, mas havia um pequeno problema de época: tudo era feito filosoficamente, sem provas experimentais, apenas na retórica.


Ideias iniciais do átomo?As ideias destes filósofos não foram universalmente aceitas.

Aliás, até mais ou menos 1.600, as ideias sobre a continuidade da matéria eram as mais aceitas.

Após essa data, com o advento do estudo dos gases e, principalmente, com as ideias do inglês Robert Boyle (1627-1691), o estudo da natureza corpuscular da matéria evoluiu, sendo abandonada a ideia de continuidade.

A nova concepção estabeleceu-se definitivamente por volta de 1803, depois da divulgação da teoria atômica de Dalton.

Da ideia inicial dos gregos até os nossos dias atuais, o átomo passou por muitas reconstruções e modelos, e a evolução desses modelos bem como as suas características veremos a seguir.

História e evolução dos modelos atômicosModelo atômico de Dalton (1803)

Toda matéria é constituída por átomos; São esferas maciças, indivisíveis e

neutras; Não podem ser criados nem destruídos; Os elementos químicos são formados

por átomos simples; Os átomos de determinado elemento

são idênticos entre si em tamanho, forma, massa e demais propriedades;

Um composto é formado pela combinação de átomos de dois ou mais elementos que se unem entre si em várias proporções simples.

Cada átomo guarda sua identidade química.

Bola de Bilhar


História e evolução dos modelos atômicosModelo atômico de Thomson (1897)

Toda matéria é constituída por átomos;

Átomos continham partículas de carga negativa, denominadas elétrons;

São eletricamente neutros; Apresentavam distribuição uniforme,

contínua e esférica de carga positiva; O diâmetro do átomo seria da ordem

de 10-10 m. Ficou conhecido como o Modelo do

Pudim de Passas, no qual as passas representam os elétrons e a massa do pudim, a carga elétrica positiva.

Pudim de

Passas



História e evolução dos modelos atômicosModelo atômico de Rutherford (1911)

Em 1911 o físico neozelandês

Ernest Rutherford (1871-1937), ganhador do

prêmio Nobel em 1908, fez sua “experiência

de espalhamento de partículas alfa” para

suas novas descobertas sobre a estrutura do

átomo, surgindo daí a base para o modelo

de átomo que estudamos até os dias de

hoje.



Em sua experiência, Rutherford

bombardeou uma fina folha de ouro

com partículas alfa (pequenas partículas

radioativas portadoras de carga elétrica

positiva emitidas por alguns átomos

radioativos, como o polônio).

Observou que a maioria atravessou

a lâmina, outras mudaram ligeiramente

de direção e algumas ricochetearam.



Conclusão da experiência...

Com isso, Rutherford concluir que o átomo é formado por um

núcleo pequeno que concentra praticamente toda a massa do átomo

(responsável por rebater a pequena porção de partículas) e uma imensa

região praticamente vazia, onde os elétrons orbitam (por isso a maior

parte das partículas atravessam a folha ou eram rebatidas para outras

regiões ao se chocarem com algum elétron.


História e evolução dos modelos atômicos

O átomo não é maciço, mas formado por uma região central, denominada núcleo;

Esse núcleo concentra toda a massa do átomo e é dotado de carga elétrica positiva (prótons);

Na região ao redor do núcleo, denominada de eletrosfera, estão girando em órbitas circulares os elétrons (partículas muito mais leves que os prótons, cerca de 1836 vezes), neutralizando a carga nuclear.

O núcleo tem diâmetro da ordem de 10-13 cm e o diâmetro do átomo é da ordem de 10-8 cm. Isso significa que o núcleo é aproximadamente cem mil vezes menor que o átomo.

Planetário

Modelo atômico de Rutherford (1911)


Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962), ganhador do prêmio Nobel em 1922, propôs um modelo atômico explicando a estabilidade do átomo. Este modelo combinava com os trabalhos de Planck, Einstein e Rutherford.

Modelo atômico de Bohr (1913)




O modelo atômico de Bohr propõem que: Os elétrons se movem em certas orbitas

sem irradiar energia. Essas órbitas foram chamadas por Bohr de estados estacionários.

Um elétron que permanece em um dado estado estacionário não emite energia, apresentando assim energia constante;

A passagem de um elétron de uma órbita para outra supõe absorção ou emissão de determinada quantidade de energia, conforme o elétron se move de uma posição menos energética para outra mais energética e vice-versa;



O modelo atômico de Bohr propõem que: A energia é absorvida ou liberada na

forma de radiação eletromagnética e é calculada pela expressão:

ΔE = h.f.

Modelo atômico para o átomo de BohrAnalisando o modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, concluímos que o estado de menor nível de energia corresponde a n = 1, chamado de estado fundamental.


Se um elétron receber a energia adequada, ele passará para um estado de maior energia, chamado de estado excitado, mas ficará nesse estado por um curtíssimo intervalo de tempo; rapidamente ele emitirá um fóton (onda eletromagnética) e voltará para o estado fundamental.


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