Modelos atômicos
A origem da palavra átomo
A palavra átomo foi utilizada pela primeira vez na Grécia antiga, por volta de 400 aC. Demócrito 
(um filósofo grego) acreditava que todo tipo de matéria fosse formado por diminutas partículas que denominou átomos (sem divisão). Acreditava-se que tais partículas representavam a menor porção de matéria possível, ou seja, eram indivisíveis. Como esta idéia não pôde ser comprovada por Demócrito e seus contemporâneos, ela ficou conhecida como 1º modelo atômico, mas meramente filosófico.
(um filósofo grego) acreditava que todo tipo de matéria fosse formado por diminutas partículas que denominou átomos (sem divisão). Acreditava-se que tais partículas representavam a menor porção de matéria possível, ou seja, eram indivisíveis. Como esta idéia não pôde ser comprovada por Demócrito e seus contemporâneos, ela ficou conhecida como 1º modelo atômico, mas meramente filosófico.Modelo Atômico de Dalton
As idéias de Demócrito permaneceram inalteradas por aproximadamente 2200 anos. Em 1808, Dalton retomou estas idéias sob uma nova perspectiva: a experimentação. Baseado em reações químicas e pesagens minuciosas, chegou à conclusão de que os átomos realmente existiam e que possuíam algumas características:- Toda matéria é formada por diminutas partículas esféricas, maciças, neutras e indivisíveis chamadas átomos.
- Existe um número finito de tipos de átomos na natureza.
- A combinação de iguais ou diferentes tipos de átomos originam os diferentes materiais.
Modelo Atômico de Thomson
Ao final do século XIX surgem evidências de que o átomo seria divisível. Em 1897, Thomson demonstrou a existência de "corpúsculos" na matéria, que mais tarde viriam a ser conhecidos como elétrons. Como estes elétrons apresentaram carga negativa, houve necessidade de se alterar o modelo de átomo para se assimilar esta novidade. Thomson propôs então o modelo do "pudim de passas", onde existiam simultaneamente cargas positivas e negativas. Neste modelo, o átomo era uma esfera maciça, constituída por um material positivo, possuindo elétrons incrustados em sua superfície. As cargas positivas e negativas existiam em iguais quantidades, garantindo a neutralidade do átomo.
Modelo Atômico de Rutherford
Rutherford era um pesquisador ligado à equipe de Thomson quando realizou um experimento que viria a mudar completamente a visão do homem a respeito do átomo. Em 1911, ele bombardeou uma finíssima lâmina de ouro (0,0001 cm) com partículas alfa oriundas de uma amostra contendo Polônio. A área em que se realizava o experimento era cercada por um anteparo recoberto por sulfeto de zinco, que que cintilava ao sofrer impacto. Para espanto geral, a grande maioria das partículas alfa disparadas contra a placa passou por ela como se não existisse. Somente algumas passavam com desvios e algumas outras retrocediam. Tal resultado levou Rutherford a propor que a matéria é constituída principalmente por espaços vazios. Como as partículas alfa são positivas, concluiu-se que os desvios e retrocessos fossem resultado da interação dessas com o núcleo. Como estes desvios e retrocessos foram muito poucos, concluiu-se que a matéria do átomo fosse concentrada numa região central positiva chamada núcleo. Os prótons são as partículas que dão caráter positivo ao núcleo. Os elétrons ou cargas negativas estariam circundando o núcleo em número tal que possibilitasse ao átomo ser neutro. A proporção entre as partículas que passaram sem desvio e as que passaram com desvio ou retrocederam levaram à conclusão de que o tamanho total do átomo é de 10.000 a 100.000 vezes maior que o núcleo. A região onde circundam os elétrons é que dá o volume do átomo recebeu o nome de eletrosfera. Os elétrons possuem movimento de translação ao redor do núcleo e de rotação em relação ao seu próprio eixo. O modelo de Rutherford é muito parecido com o sistema solar, com o núcleo ocupando o lugar do sol e os elétrons, os dos planetas.
Posteriormente, em 1932, Chadwick descobriu que no núcleo também existem os nêutrons, que são partículas sem carga. Estava composto então o quadro de partículas que compõem o átomo:
partícula carga massa relativa
próton + 1 1
nêutron 0 1
elétron - 1 1 / 1836
Modelo Atômico de Rutherford-Bohr
Apesar de revolucionário, o modelo de Rutherford não conseguiu explicar o comportamento dos elétrons ao do núcleo. Tal comportamento foi explicado por Bohr, em 1913. Em seu modelo, Bohr propôs que os elétrons se movimentassem ao redor do núcleo, seguindo trajetórias circulares denominadas de camadas ou níveis. Estas camadas foram especificadas por letras a partir da mais interna: K, L, M, N, O, P e Q. Os elétrons podiam ir de um nível mais interno para outro mais externo absorvendo energia, no processo inverso ocorreria emissão de energia. Os postulados de Bohr nos permitem conhecer quantos elétrons um dado átomo possui em cada uma das camadas.
- A camada mais externa de um átomo não pode possuir mais de 8 elétrons.
- A quantidade máxima de elétrons em cada uma das camadas é a seguinte:
Procedimento para o preenchimento das quantidades de elétrons em cada uma das camadas:
1) Preencher as camadas, seguindo a ordem e deixando em cada uma a quantidade máxima de elétrons especificada.
2) Se a última camada possuir mais de 8 elétrons, cancele esta quantidade e escreva no seu lugar 8 ou 18, o que for imediatamente inferior ao número cancelado.
3) A diferença entre o cancelado e o escrito deve ser escrito na camada seguinte.
4) Se a nova última camada possuir mais de 8 elétrons, deve-se repetir o procedimento 2.
Exemplo 1
(UFSC) A palavra átomo é originária do grego e significa indivisível, ou seja, segundo os filósofos gregos, o átomo seria a menor partícula da matéria que não poderia ser mais dividida. Atualmente essa idéia não é mais aceita. A respeito dos átomos, é verdadeiro afirmar que:
01. não podem ser desintegrados
02. são formados por, pelo menos, três partículas fundamentais
04. possuem partículas positivas denominadas elétrons
08. apresentam duas regiões distintas, o núcleo e a eletrosfera
16. apresentam elétrons, cuja carga elétrica é negativa
32. contêm partículas sem carga elétrica, os nêutrons
Resolução
Sâo falsas as afirmações 01 e 04.
Os átomos podem ser fragmentados em partículas menores.
Os elétrons possuem carga negativa.
Exemplo 2
(UFMG) Dalton, Rutherford e Bohr propuseram, em diferentes épocas, modelos atômicos. Algumas características desses modelos são apresentadas abaixo:
modelo I: Núcleo atômico denso, com carga positiva. Elétrons em órbitas circulares.
modelo II: Átomos maciços e indivisíveis.
modelo III: Núcleo atômico denso, com carga elétrica positiva. Elétrons em órbitas circulares de energia quantizada.
A associação modelo/cientista correta é:
a) I/Bohr , II/Dalton , III/Rutherford
b) I/Dalton , II/Bohr , III/Rutherford
c) I/Dalton , II/Rutherford , III/Bohr
d) I/Rutherford , II/Bohr , III/Dalton
e) I/Rutherford , II/Dalton , III/Bohr
Resolução
A alternativa correta é a e.
Exemplo 3
(UFSC) Na famosa experiência de Rutherford, no início do século XX, com a lâmina de ouro, o(s) fato(s) que (isoladamente ou em conjunto) indicava(m) o átomo possuir um núcleo pequeno e positivo foi(foram)
01. As partículas alfa teriam cargas negativas
02. Ao atravessara lâmina, uma maioria de partículas alfa sofreria desvio de sua trajetória.
04. Um grande número de partículas alfa não atravessaria a lâmina
08. Um pequeno número de partículas alfa atravessando a lâmina sofreria desvio de sua trajetória
16. A maioria das partículas alfa atravessaria os átomos da lâmina sem sofrer desvio de sua trajetória.
Indique as corretas.
Resolução
Estão corretas as afirmativas 08 e 16.
Exemplo 4
(Fuvest) Há exatos 100 anos, J.J. Thomson determinou, pela primeira vez, a relação entre a massa e a carga do elétron, o que pode ser considerado como a descoberta do elétron. É reconhecida como uma contribuição de Thomson ao modelo atômico:
a) o átomo ser indivisível
b) a existência de partículas subatômicas
c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia
d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo
e) o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma eletrosfera
Resolução
O modelo anterior ao de Thomson foi o de Dalton. O que diferencia basicamente os dois modelos é a existência de cargas elétricas no modelo de Thomson. A existência de partículas negativas no interior do átomo mostrou a existência de partículas menores que ele. Com isso, a contribuição de Thomson foi provar a existência de partículas subatômicas, alternativa b.
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