Modelos Atômicos

 

As primeiras concepções de que a matéria era constituída por partículas surgiram na Grécia por volta do século IV a.C., com os filósofos Leucipo e Demócrito. Para eles, os átomos de cada elemento se diferenciavam quanto à forma, ao tamanho e ao movimento.

Figura 1 - Leucipo e Demócrito

Modelo atômico de Dalton

O primeiro modelo atômico foi proposto entre 1803 e 1808 por John Dalton (1766-1844).

Figura 2 - John Dalton

Tal modelo tinha como base experimentos envolvendo gases e pode ser resumido da seguinte maneira:

·         a matéria é formada por partículas esféricas, maciças, indivisíveis e indestrutíveis denominadas átomos;

Figura - 3 -Representação atômica segundo Dalton

·         existe um tipo de átomo para cada elemento;

·         átomos de um mesmo elemento são iguais entre si, enquanto átomos de elementos distintos diferem quanto à massa;

·         em uma reação química não há variação no número nem no tipo de átomos, mas apenas um rearranjo entre eles.

Modelo atômico de Thomson

Com a descoberta do elétron, partícula de carga elétrica negativa, Joseph J. Thomson (1856-1940) propôs um modelo atômico que concebia o átomo como uma esfera maciça de carga elétrica positiva que continha elétrons dispersos nela. Esse modelo ficou conhecido como “pudim de passas”.

Figura 4- Joseph J. Thomsom

No modelo de Thomson, a carga elétrica negativa dos elétrons em um átomo é igual à carga elétrica positiva da esfera. Assim, quando um átomo perde ou ganha elétrons, ele deixa de ser neutro e passa a ser chamado de íon. Íons de carga elétrica positiva são denominados cátions e os negativos, ânions.

 

Figure 5 - Representação do Modelo de Thomson

Considerando o que sabemos agora sobre a verdadeira estrutura dos átomos, este modelo pode parecer um pouco exagerado. Felizmente, os cientistas continuaram a investigar a estrutura do átomo, inclusive testando a validade do modelo do pudim de passas de Thomson.

Modelo atômico de Rutherford

Com a descoberta do próton, partícula de carga elétrica positiva, Ernest Rutherford (1871-1937) e seus colaboradores começaram a estudar a disposição dessas partículas (prótons e elétrons) dentro do átomo.

Figura 6 - Ernerst Rutherford

Para isso, eles bombardearam, em uma fina folha de ouro, partículas alfa que possuíam carga elétrica positiva. As partículas alfa eram detectadas em um anteparo fosforescente.

 

Figura 7 -Experimento da folha de ouro de Rutherford

Rutherford e colaboradores observaram que 99% das partículas alfa atravessavam a folha sem sofrer qualquer desvio. O restante das partículas sofria grandes desvios, e uma a cada 10 mil colidia com a lâmina e voltava.

Com isso, concluíram que a maior parte das partículas não desviava em virtude da existência de grandes espaços vazios dentro do átomo. Para eles, o átomo seria constituído por duas regiões:

·         núcleo, maciço e composto de cargas positivas (prótons), localizado na parte central do átomo;

·         eletrosfera, composta de elétrons que se movimentam ao redor do núcleo.

Rutherford sugeriu a existência de uma partícula neutra com massa muito próxima à do próton, sem, contudo, conseguir provar sua existência.

 

Modelo atômico de Rutherford-Bohr

O modelo de Rutherford não era capaz de explicar como os elétrons podiam se movimentar sem que perdessem energia e colidissem com o núcleo.

Para resolver o problema, Niels Bohr (1885 - 1962) supôs que os elétrons ocupam determinados níveis de energia, ou camadas eletrônicas, e que, nesses níveis, apresentam energia constante.

Quanto mais próximo do núcleo, menor a energia da camada eletrônica. Para o elétron passar de uma camada para outra, ele absorve ou libera uma quantidade de energia. Essa energia corresponde exatamente à diferença de energia entre dois níveis.

Quando os elétrons absorvem energia, eles saem do seu nível de energia mais baixo, o estado fundamental, passando para um nível de maior energia, ficando eletronicamente excitados.