Modelos atômicos: como a matéria é construída e organizada?

Para explicar as propriedades e apresentar a constituição dos átomos, físicos e teóricos desenvolveram métodos capazes de observar a fundo as partículas, aproveitando-se de um conhecimento adquirido e de tecnologias de aprofundamento. Dessa forma, o campo científico em questão obteve grandes avanços a partir do século XIX, impulsionando cientistas a projetar novas ideias e projetar conceitos sobre o que realmente acontece no interior da estrutura atômica.

A química moderna é uma área relativamente recente e suas pesquisas foram aprimoradas após o surgimento do primeiro microscópio proprietário, em meados do século XVII. Porém, os estudos iniciais começaram ainda no apogeu grego, quando Leucipo e Demócrito imaginaram a existência dos átomos em 450 a.C. e mencionaram oficialmente a expressão, formulada com a união dos vocábulos (não) e tomo (partes). 

Em 1808, John Dalton oficializaria o conceito de átomo que seria levado à frente nos estudos mais importantes do departamento. Segundo o físico, essas pequenas partículas seriam totalmente indivisíveis e constituiriam as principais propriedades da matéria. Assim, as pesquisas no campo atômico ganharam uma abordagem inédita e sofreram uma brusca evolução, com grandes nomes da ciência criando modelos capazes de apresentar o que o olho humano é incapaz de ver.

O Modelo Atômico de Dalton

(Fonte: Reprodução)(Fonte: Reprodução)

Instituído no início do século XIX por John Dalton, o modelo atômico conhecido como “bola de bilhar” revelou que os átomos seriam idênticos em relação à sua estrutura superficial, apresentando diferenças apenas na massa, tamanho e propriedades. Essas variáveis indicariam que todas as partículas de um mesmo elemento são iguais, inalterado suas particularidades quando formam componentes químicos e mantendo-se indivisíveis.

Modelo Atômico de Thomson

(Fonte: Reprodução)(Fonte: Reprodução)

Dedicado a trabalhar a divisibilidade do átomo, Thomson utilizou uma ampola de Crookes para descobrir as propriedades eletrônicas. Seus experimentos revelaram que existiam partículas negativas distribuídas uniformemente pela matéria, equilibrando-se com a esfera de carga elétrica positiva e não maciça para gerar uma carga total nula. O modelo contestou a proposição de Dalton e ficou posteriormente conhecido como “pudim de passas”, anunciando os elétrons — carga negativa — como constituintes de todos os tipos de matéria.

Modelo Atômico de Rutherford

(Fonte: Reprodução)(Fonte: Reprodução)

Em 1911, o físico neozelandês Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro com partículas alfa (núcleo do átomo de hélio), emitidas por uma amostra de polônio radioativo, em um bloco de chumbo com um pequeno orifício. Com isso, o cientista observou que, enquanto a maioria das partículas atravessava o bloco sem sofrer desvios, outras tinham suas trajetórias alteradas, indicando a existência de um núcleo e uma grande região vazia.

Seu projeto, além da dar continuidade aos estudos de Thomson, determinou, pela primeira vez, a lei da repulsão de cargas. Isso porque o núcleo atômico, dotado de carga positiva, desviaria as partículas da eletrosfera, em um modelo planetário onde os elétrons se movimentam em eixos orbitais ao redor do centro, sem nunca tocá-lo.

Modelo de Rutherford – Bohr

(Fonte: Reprodução)(Fonte: Reprodução)

Aperfeiçoado por Niels Bohr em 1923, o modelo atômico mais recente estabeleceu que os elétrons não estariam girando ao redor do núcleo de forma aleatória, mas sim determinada por uma série de variáveis. Essas camadas, então, permaneceriam relacionadas a certos níveis de energia que poderiam impulsionar saltos das partículas, a depender do ganho ou da perda de eletricidade.

Bohr dividiu as camadas — ou níveis eletrônicos — em K, L, M, N, O, P e Q, tendo como base a distância da camada em relação ao núcleo. Além disso, segundo o autor, cada salto energético, além de ocorrer em velocidades absurdas, resultariam em emissão de luz, possibilitando a previsão de comprimentos de onda e de outros estudos da área.

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