NO ESPAÇO EM BRANCO, ABAIXO, COLOQUE ASSUNTOS DE SEU INTERESSE E PESQUISE.

VISITÔMETRO DO DAX

Física - Modelos Atômicos

13/01/2011 - Milena disse...

Meu nome é Milena e gostaria de saber o que levava as pessoas a acreditarem nos modelos atômicos como bola de bilhar, pudim de passas entre outros, quandos esses modelos se tornaram inadequados e porquê? 

29/01/2011 - D.A. RESOLVE

Milena, boa tarde. Sou Reginaldo, Professor de Física e Matemática do D.A., vou ajudá-la em sua dúvida que trata dos modelos atômicos propostos pela ciências desde tempos remotos.

Na antiguidade, a ciência era desenvolvida pelos filósofos. A ideia proposta naquela época era a de que o todo podia ser dividido em pedaços cada vez menores, até um ponto onde tais partículas seriam invisíveis ao olho humano e indivisíveis. Essas partículas foram denominadas pelos os filósofos antigos átomos.

Demócrito dizia que a matéria era descontínua, portanto, ao invés de corpos maciços, ela era composta de partículas microscópicas, ou átomos que não se interpenetram e nem se dividem. Respeitando 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 era contrario e dizia que matéria era contínua, ou, não constituída por partículas indivisíveis. Seu modelo atômico foi seguido pelos pensadores e cientistas até o século XVI d.C.

Em 1803 Jonh Dalton propos os princípios de um modelo atômico, segundo ele:
  • Átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes entre si.
  • Átomos de um mesmo elemento possuem propriedades iguais e peso invariável.
  • Átomos são partículas maciças, indivisíveis e esféricas formadoras da matéria.
  • Nas reações químicas, os átomos permanecem inalterados.
  • Na formação de 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.

Naquela época a ciência ainda mão havia descoberto o elétron e os estudos sobre eletricidade ainda não estava evoluídos o bastante. Sendo assim, o modelo atômico de Dalton era bastante coerente para seu tempo.

Em 1887, Joseph John Thomsom 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 ficaram conhecidas como elétrons. 

A demonstração se deu  em um tubo de raios catódicos, semelhante ao tubo de imagem de um aparelho de televisão. Partículas carregadas (hoje conhecidas como elétrons) são emitidas por um filamento aquecido em uma das extremidades de um tubo  com vácuo e aceleradas por uma diferença de potencial elétrico (V). Depois de passarem por uma fenda em um anteparo, formam um feixe estreito. Em seguida, passam por uma região onde existem dois campos cruzados e atingem uma tela fluorescente, onde produzem um ponto luminoso (na televisão os pontos são parte da imagem). As Forças a que o elétron é submetido na região de campos cruzados podem desviá-lo do centro da tela. (como o sentido da deflexão depende do sinal da carga das partículas, Thomsom foi capaz de provar que as partículas responsáveis pelo ponto luminoso na tela tinham carga negativa). Thomsom também afirmou que essas partículas estavam presentes em todas as formas de matéria e também eram mais de 1000 vezes mais leves que o átomo mais leve conhecido (hidrogênio).

Através de suas experiências, Thomsom concluiu que a matéria era formada por um modelo atômico diferente do modelo atômico de Dalton: uma esfera de carga positiva que continha corpúsculos (elétrons) de carga negativa distribuídos uniformemente, conhecido como modelo atômico pudim de passas.

Ernest Rutherford desenvolve sua teoria sobre a estrutura atômica. Uma das inúmeras experiências realizadas, foi a que demonstrava o espalhamento das partículas alfa. Esta foi base experimental do modelo atômico 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. 

Rutherford percebeu que a carga positiva de um átomo está concentrada no centro, num minúsculo e denso núcleo, introduzindo o conceito de núcleo atômico. Desenvolveu, então, a moderna concepção do átomo como um núcleo em torno do qual elétrons giram em órbitas circulares.

O modelo atômico de Rutherford ficou conhecido como modelo planetário, pela sua semelhança com a formação do Sistema solar. 

A teoria orbital de Rutherford encontrou uma dificuldade teórica:

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 ele.

Em 1920, Niels Bohr desenvolveu 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 energia. 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.

Erwin Schodinger, 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 idéia 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 cargas elétricas 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 electrões; a camada L, imediatamente posterior, oito, e assim sucessivamente.
  • 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 electrónica, 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.
Percebeu-se que para a ciência a verdade não é imutável. A verdade evolui, conforme evolui os conhecimentos humanos. Esta é a maior virtude da ciência e é certo que ela estará sempre em busca da evolução do conhecimento e contraria a dogmas representantes da verdade imutável.

Milena, espero tê-la ajudado em sua dúvida. Qualquer dificuldade no entendimento dos conceitos, mande-nos em forma de outra dúvida.

VEJA TAMBÉM:





2 comentários:

  1. Na Olá...
    Me ajude a responder uma questão da minha faculdade. A professora pediu para listar as semelhanças entre os modelos atômicos.
    Obrigada
    Sou Clara e meu gmail é: claracaminhando@gmail.com

    ResponderExcluir
  2. determine x e y sabendo que 20, x, e y sao inversamente proporcionais a 3, 4 e 5
    w-business@hotmail.com
    jarles

    ResponderExcluir

Para confirmar seu interesse, informe a questão, o nome da prova, seu nome completo e e-mail pessoal.
Se preferir, mande-nos as informações para nosso e-mail: desafio.alfa@gmail.com .

DAXIANOS DO CONHECIMENTO - SEJA MAIS UM...

Professores Responsáveis

  • Prof. Edson Gallina
  • Prof. Reginaldo Nofoente Duran