Evolução do modelo atómico

Toda a matéria é constituída por corpúsculos submicroscópicos.

Toda a matéria é divisível.

Atualmente existem técnicas como a microscopia electrónica como é o exemplo do microscópio eletrónico que possuem um grande poder de ampliação, maior do que a microscopia ótica que permitem observar a matéria com mais pormenores e confirmar a existência desses corpúsculos, bem como determinar o seu tamanho.

Os átomos são corpúsculos extremamente pequenos, não sendo possível medir diretamente o seu tamanho.

Os átomos dos diferentes elementos não têm todos a mesma constituição, logo, não têm o mesmo tamanho. Ainda assim, existem técnicas para determinar os seus tamanhos.

Se considerarmos que a sua forma é esférica, podemos comparar o tamanho dos átomos mediante o valor dos respetivos.

Nota: o picómetro é um submúltiplo do metro, de símbolo pm, que corresponde a 10^-12m. 1pm=0,000000000001m=10^-12m.

Durante séculos, pensou-se que os átomos eram indivisíveis, isto é, que eram as partículas mais pequenas que existiam.

Mas, entre os séculos XIX e XX descobriu-se que existiam outras partículas mais pequenas e que juntas constituiam um átomo: Os eletrões que são partículas com carga elétrica negativa, os neutrões que são partículas sem carga elétrica e os protões que são partículas com carga elétrica positiva.

Os átomos têm massa de valor tão reduzido que nem uma balança o consegue medir.

Para ultrapassar este problema os químicos passaram a comparar a massa dos átomos com a massa de um padrão adequado.

Inicialmente, a massa-padrão que consideraram foi a massa do átomo mais leve de hidrogénio (prótio) ao qual atribuíram uma massa unitária.

Pelo facto de estas massas atómicas serem determinadas por comparação com a massa de um padrão, não têm unidades e designam-se por massas atómicas relativas [Ar(X)] sendo X o elemento que se pretende identificar o valor da massa.

O tamanho do núcleo de um átomo é muito inferior ao tamanho da sua nuvem eletrónica.

O diâmetro de um átomo é da ordem de 10^-10m e o diâmetro de um núcleo é da ordem de 10^-14m, logo, o diâmetro de um átomo é cerca de 10000 vezes maior que o diâmetro de um núcleo atómico.

Este facto leva-nos a concluir que a nuvem eletrónica é muito maior do que o núcleo atómico e o tamanho de um átomo está relacionado com o tamanho da sua nuvem eletrónica.

Como os protões têm carga positiva e os neutrões não têm carga, a carga nuclear (carga do núcleo) é de valor igual ao número de protões que se encontram no núcleo.

Como os eletrões têm carga negativa, a carga da nuvem eletrónica tem valor igual ao número de eletrões que se encontram nessa nuvem eletrónica.

A massa dos protões é praticamente igual à massa dos neutrões.

A massa dos eletrões é cerca de 1840 vezes inferior à massa dos protões ou dos neutrões e vice-versa.

A massa de um átomo é praticamente igual à massa do seu núcleo, pois é no núcleo que se encontra a quase totalidade da massa do átomo.

Marcos importantes na história do modelo atómico

O primeiro modelo atómico foi proposto pelo químico inglês John Dalton no início do século XIX.

Para este químico o átomo era um corpúsculo de forma esférica, indivisível e indestrutível.

Na sequência dos seus trabalhos, Dalton afirmava que: a matéria era formada por corpúsculos muito pequenos chamados átomos; os átomos eram indivisíveis e de forma esférica, não podendo ser criados nem destruídos; os átomos de um mesmo elemento eram todos iguais.

Joseph Thomson, físico inglês, descobriu em 1897 o eletrão enquanto observava descargas elétricas através de gases rarefeitos tendo este físico proposto e, 1904 um novo modelo atómico.

Para Thomson, o átomo era uma partícula esférica com carga positiva distribuída uniformemente, onde se encontravam dispersos os eletrões em número suficiente para tornarem o átomo neutro.

Ernest Rutherford, físico inglês, através de experiências realizadas com elementos radioativos permitiram concluir que a maior parte do átomo é espaço vazio e que no seu interior existe uma pequena região central com carga elétrica positiva que designou por núcleo atómico, onde se encontra concentrada a quase totalidade da massa do átomo.

Com base nas conclusões tiradas nas suas experiências, Rutherford apresentou em 1911 um novo modelo atómico conhecido por modelo nuclear ou por modelo planetário do atomo.

Segundo este modelo os átomos eram constituídos por: um núcleo muito pequeno e de carga positiva onde se concentrava a quase totalidade da massa do átomo; eletrões movendo-se no espaço à volta do núcleo.

Niels Bohr, físico dinamarquês, em 1913 apresentou algumas alterações ao modelo atómico de Rutherford, introduzindo níveis de energia para os eletrões.

Segundo o modelo atómico de Bohr: o átomo possuia um núcleo central e os eletrões descreviam órbitas circulares bem definidas em volta do núcleo; os eletrões só podiam ocupar determinados níveis de energia; os eletrões com menor energia moviam-se em órbitas mais próximas do núcleo e os eletrões com maior energia moviam-se em órbitas mais afastadas do núcleo; o estado fundamental correspondia ao estado de menor energia do átomo.

De acordo com o modelo atómico atual: os protões e os neutrões encontram-se na zona central do átomo, de dimensões muito reduzidas, designada por núcleo atómico, Este tem carga elétrica positiva e nele concentra-se quase toda a massa do átomo; os eletrões movem-se à volta do núcleo, formando a nuvem eletrónica, de carga elétrica negativa; em geral, os eletrões de um átomo não têm a mesma energia e só determinados valores de energia são possíveis; não se fala em órbita de um eletrão mas sim em orbital- zona da nuvem eletrónica de um átomo onde é maior a probabilidade de encontrar um eletrão com uma dada energia.

Fim

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