Evolução do Modelo Atómico
Durante muito tempo, a constituição da matéria gerava curiosidade no Homem.
Desde a Antiguidade, os filósofos tentavam descobrir como é que a matéria seria formada.
Dois filósofos gregos, Demócrito e Leucipo, sugeriram que toda a matéria era formada por pequenos corpos indivisíveis. A estes corpos deram o nome de átomos, que em grego a significa não e tomos significa divisível.
Mais tarde, no século XVIII, nasce a ideia de química com os cientistas que estudaram as Leis Ponderais, Lavoisier e Proust.
Assim, os modelos atómicos desenvolvidos não são mais do que teorias baseadas na experimentação feita por cientistas para explicarem como é o átomo.
Os modelos não existem na natureza, pois são apenas explicações para mostrarem o porquê de um fenómeno.
Muitos cientistas desenvolveram as suas teorias. Com o passar do tempo foram desenvolvidos alguns modelos para explicar o átomo, sendo estes o Modelo de Dalton, o Modelo de Thomson, o Modelo de Rutherford, o Modelo de Bohr e o Modelo Atómico Atual.
- Modelo de Dalton
Em 1808, John Dalton propôs uma teoria do modelo atómico, onde defendia que o átomo seria uma minúscula esfera maciça, impenetrável, indestrutível e indivisível. Assim, Dalton estabeleceu que todas as substâncias eram constituídas por partículas minúsculas denominadas por átomos, que não poderiam ser criados nem destruídos.
Outro postulado estabelecido por Dalton afirmava que cada substância era constituída por um tipo de átomo, onde substâncias simples ou elementos eram formados por “átomos simples”, sendo estes indivisíveis, enquanto que substâncias compostas eram formadas por “átomos compostos”, capazes de se decomporem em “átomos simples”, durante as reações químicas.
Dalton ainda assegurava que todos os átomos de uma mesma substância eram idênticos na forma, no tamanho, na massa e nas demais propriedades. Átomos de substâncias diferentes possuíam forma, tamanho, massa e outras propriedades diferentes.
A massa de um “átomo composto” seria igual à soma das massas de todos os componentes denominados por “átomos simples”.
Este modelo atómico foi denominado como sendo o “modelo atómico da bola de bilhar”.
É de realçar que o trabalho desenvolvido por este cientista foi baseado nas Leis Ponderais de Proust e Lavoisier.
- Modelo de Thomson
Em 1903, o físico Joseph John Thomson propôs um novo modelo atómico.
Através das suas experiências, Thomson concluiu que a matéria era formada por um modelo atómico diferente do modelo atómico proposto por John Dalton.
Thomson defendia que existia uma esfera de carga positiva que continha corpúsculos, ou seja, eletrões, de carga negativa distribuídos uniformemente à semelhança de um pudim com passas. Desta forma, o “modelo atómico do pudim com passas” substituiu o “modelo da bola de bilhar”, mas não eliminou totalmente as deduções de Dalton, apenas foram acrescentadas mais informações. No entanto, este modelo derruba a ideia de que o átomo é indivisível e introduz a natureza elétrica da matéria.
- Modelo de Rutherford
Em 1911, o neozelandês Ernest Rutherford realizou uma experiência bastante importante.
Com base nos resultados obtidos na experiência que este cientista realizou, concluiu que o átomo não era uma esfera positiva com eletrões mergulhados nessa mesma esfera. Assim, afirmou que o átomo seria um enorme vazio que possuía um núcleo muito pequeno e positivo e para além disto, afirmou que os eletrões se encontravam em redor do núcleo para equilibrar as cargas positivas.
O modelo atómico de Rutherford sugeriu então um átomo com órbitas circulares dos eletrões em torno do núcleo, comparando o átomo com o Sistema Solar, onde os eletrões seriam os planetas e o núcleo seria o Sol.
- Modelo de Bohr
O modelo do físico dinamarquês Niels Bohr tentou dar continuidade ao trabalho desenvolvido por Rutherford.
Para explicar os erros do modelo de Rutherford, Bohr sugeriu que o átomo possuía energia quantizada, isto significa que cada eletrão só poderia ter determinada quantidade de energia e, por isso, seria quantizada.
O modelo de Bohr apresenta níveis de energia. Cada eletrão possui a sua energia, comparando-se às orbitas dos planetas do Sistema Solar, onde cada eletrão possui a sua própria órbita e com quantidades de energia já determinadas.
Bohr organizou os eletrões em camadas ou níveis de energia, onde cada camada possuía um nome e um número máximo de eletrões. Assim, formou sete camadas ou níveis de energia em torno do núcleo, sendo estas denominadas por K, L, M, N, O, P e Q.
Bohr descobriu ainda que as propriedades químicas dos elementos eram determinadas pela camada mais externa.
- Modelo Atómico Atual
O modelo atómico atual é um modelo que se baseia em dois princípios essenciais, sendo estes:
– O Princípio da Incerteza de Heisenberg que afirma a impossibilidade de determinar com precisão a posição e a velocidade de um eletrão num mesmo instante;
– O Princípio da Dualidade da Matéria de Louis de Broglie que considera que o eletrão apresenta característica dual, ou seja, comporta-se como matéria e energia, sendo uma partícula-onda.
O modelo atómico atual aceita vários princípios que serão enumerados abaixo.
– Os eletrões possuem carga negativa, massa muito pequena e movem-se em órbitas em torno do núcleo atómico;
– O núcleo atómico está situado no centro do átomo, sendo constituído por protões, que são partículas de carga elétrica positiva e por neutrões, que são partículas sem carga;
– O átomo é eletricamente neutro porque possui igual número de eletrões e protões;
– O número de protões no átomo determina o número atómico do mesmo e denomina-se pela letra Z e é utilizado para estabelecer o lugar de um determinado elemento na tabela periódica;
– Cada elemento possui um número de eletrões distribuído nos diferentes níveis de energia do átomo correspondente;
– Os níveis energéticos, também denominados por camadas, são designados por K, L, M, N, O, P e Q. A camada mais próxima do núcleo, K, pode conter apenas dois eletrões. As camadas L e Q podem ter, no máximo, oito eletrões. As camadas M e P podem apresentar, no máximo, dezoito eletrões. Por fim, as camadas N e O podem apresentar até trinta e dois eletrões;
– Os eletrões da última camada são os responsáveis pelo comportamento químico do elemento e por isso são denominados por eletrões de valência;
– O número de massa é equivalente à soma do número de protões e neutrões presentes no núcleo.
Tendo em conta os princípios em que o modelo atómico atual assenta pode-se concluir que o átomo deixou de ser indivisível como acreditavam os filósofos gregos.
Atualmente, o modelo atómico é considerado um modelo bastante complexo.
Bibliografia:
Dampier, William e Dampier, Margaret, “Cosmology, Atomic Theory, Evolution: Classic Readings in the Literature of Science”, 2013.
Heilbron, J.L., “Historical Studies in the Theory of Atomic Structure”, Arno Press, New York, 1981.
