A constituição da matéria é motivo de muita curiosidade entre
os povos antigos. Filósofos buscam há tempos a constituição dos materiais.
Resultado dessa curiosidade implicou na descoberta do fogo, o que o permitiu
cozinhar os alimentos, e consequentemente implicou em grande desenvolvimento
para a sociedade. A partir dessa descoberta pôde-se verificar, ainda, que o
minério de cobre (conhecido na época com pedras azuis), quando submetido ao
aquecimento, produzia cobre metálico, ou aquecido na presença de estanho,
formava o bronze.
A passagem do homem pelas “idades” da pedra, do bronze e do
ferro, foi, portanto, de muito aprendizado para o homem, conseguindo produzir
materiais que lhe fosse útil.
Por volta de 400 a.C., surgiram os primeiros conceitos teóricos
da Química.
Os filósofos gregos Demócrito e Leucipo afirmavam que a matéria
não era contínua, e sim constituída por minúsculas partículas indivisíveis, às
quais deram o nome de átomos. Platão e Aristóteles, filósofos muito influentes
na época, recusaram tal proposta e defendiam a ideia de matéria contínua.
Esse conceito de Aristóteles permaneceu até a Renascença,
quando por volta de 1650 d.C. o conceito de átomo foi novamente proposto por
Pierre Cassendi, filósofo francês.
O conceito de "Teoria atômica" veio a surgir após a primeira
ideia científica de átomo, proposta por John Dalton após observações
experimentais sobre gases e reações químicas.
Os modelos atômicos são, portanto, teorias fundamentadas na
experimentação. Tratam-se, portanto, de explicações para mostrar o porquê de um
determinado fenômeno. Diversos cientistas desenvolveram suas teorias até que se
chegou ao modelo atual.
Descrição dos principais modelos atomicos;
1. Modelo Atômico de Dalton
Em 1808, o professor inglês John Dalton propôs uma explicação
da natureza da matéria. A proposta foi baseada em fatos experimentais. Os
principais postulados da teoria de Dalton são:
1. “Toda matéria é composta por minúsculas partículas chamadas
átomos”.
2. “Os átomos de um determinado elemento são idênticos em massa
e apresentam as mesmas propriedades químicas”.
3. “Átomos de diferentes elementos apresentam massa e
propriedades diferentes”.
4. “Átomos são permanentes e indivisíveis, não podendo ser
criados e nem destruídos”.
5. “As reações químicas correspondem a uma reorganização de
átomos”.
6. “Os compostos são formados pela combinação de átomos de
elementos diferentes em proporções fixas”.
A conservação da massa durante uma reação química (Lei de
Lavoisier) e a lei da composição definida (Lei de Proust) passou a ser explicada
a partir desse momento, por meio das ideias lançadas por Dalton.
2. Modelo Atômico de Thomson
Pesquisando sobre raios catódicos e baseando-se em alguns
experimentos, J.J. Thomson propôs um novo modelo atômico. Thomson demonstrou que
esses raios podiam ser interpretados como sendo um feixe de partículas
carregadas de energia elétrica negativa. A essas partículas denominou-se
elétrons. Por meio de campos magnético e elétrico pôde-se determinar a relação
carga/massa do elétron.
Consequentemente, concluiu-se que os elétrons (raios catódicos)
deveriam ser constituintes de todo tipo de matéria pois observou que a relação
carga/massa do elétron era a mesma para qualquer gás empregado. O gás era usado
no interior de tubos de vidro rarefeitos denominadas Ampola de Crookes, nos
quais se realizavam descargas elétricas sob diferentes campos elétricos e
magnéticos.
Esse foi o primeiro modelo a divisibilidade do átomo, ficando o
modelo conhecido como “pudim de passas". Segundo
Thomson, o átomo seria um aglomerado composto de uma parte de partículas
positivas pesadas (prótons) e de partículas negativas (elétrons), mais
leves.
3. Modelo Atômico de Rutherford
Em 1911, Ernest Rutherford, estudando a trajetória de
partículas a (partículas positivas) emitidas pelo
elemento radioativo polônio, bombardeou uma fina lâmina de ouro. Ele observou
que:
- a maioria das partículas a
atravessavam a lâmina de ouro sem sofrer desvio em sua trajetória (logo, há uma
grande região de vazio, que passou a se chamar eletrosfera);
- algumas partículas sofriam desvio em sua trajetória: haveria
uma repulsão das cargas positivas (partículas a) com
uma região pequena também positiva (núcleo).
- um número muito pequeno de partículas batiam na lâmina e
voltavam (portanto, a região central é pequena e densa, sendo composta portanto,
por prótons).
Diante das observações, Rutherford concluiu que a lâmina de
ouro seria constituída por átomos formados com um núcleo muito pequeno carregado
positivamente (no centro do átomo) e muito denso, rodeado por uma região
comparativamente grande onde estariam os elétrons.
Nesse contexto, surge ainda a ideia de que os elétrons estariam
em movimentos circulares ao redor do núcleo, uma vez que se estivesse parados,
acabariam por se chocar com o núcleo, positivo.
O pesquisador acreditava que o átomo seria de 10000 a 100000
vezes maior que seu núcleo.
4. Modelo Atômico Clássico
As partículas presentes no núcleo, chamadas prótons, apresentam
carga positiva. A partícula conhecida como nêutron foi isolada em 1932 por
Chadwick, embora sua existência já fosse prevista por Rutherford.
Dessa forma, o modelo atômico clássico constitui-se de um
núcleo, no qual se encontram os prótons e nêutrons, e de uma eletrosfera, na
qual estão os elétrons girando ao redor do núcleo em órbitas.
Considerando-se a massa do próton como padrão, observou-se que
sua massa era aproximadamente igual à massa do nêutron e 1836 vezes maior que o
elétron. Logo:
A essas três partículas básicas, prótons, nêutrons e elétrons,
é comum denominar partículas elementares ou fundamentais.
Algumas
características físicas das partículas atômicas fundamentais:
Modelo Atômico Rutherford-Bohr
O modelo proposto por Rutherford foi aperfeiçoado por Bohr.
Baseando-se nos estudos feitos em relação ao espectro do átomo de
hidrogênio e na teoria proposta por Planck em 1900 (Teoria Quântica), segundo a
qual a energia não é emitida em forma contínua, mas em ”pacotes”, denominados
quanta de energia. Foram propostos os seguintes postulados:
1. Na eletrosfera, os elétrons descrevem sempre órbitas
circulares ao redor do núcleo, chamadas de camadas ou níveis de energia.
2. Cada camada ocupada por um elétron possui um valor
determinado de energia (estado estacionário).
3. Os elétrons só podem ocupar os níveis que tenham uma
determinada quantidade de energia, não sendo possível ocupar estados
intermediários.
4. Ao saltar de um nível para outro mais externo, os elétrons
absorvem uma quantidade definida de energia (quantum de energia).
5. Ao retornar ao nível mais interno, o elétron emite
um quantum de energia (igual ao absorvido em intensidade), na forma de
luz de cor definida ou outra radiação eletromagnética (fóton).
6. Cada órbita é denominada de estado estacionário e pode ser
designada por letras K, L, M, N, O, P, Q. As camadas podem apresentar:
K = 2 elétrons
L = 8
elétrons
M = 18 elétrons
N = 32 elétrons
O = 32 elétrons
P = 18
elétrons
Q = 2 elétrons
7. Cada nível de energia é caracterizado por um número
quântico (n), que pode assumir valores inteiros: 1, 2, 3, etc.
Fonte: http://www.vestibulandoweb.com.br/quimica/teoria/modelo-atomico.asp