TEORIA ATÔMICA:

As ideias de John Dalton deram origem à primeira teoria atômica moderna

John Dalton nasceu em 6 de setembro de1766, na remota aldeia de Eaglesfield, na borda do Lake District, na Inglaterra. Seu pai era um tecelão de crença quaker (no Brasil, diz-se quacre), termo usado para identificar os membros da Sociedade dos Amigos, fundada na Inglaterra no século XII. Dalton estudou em uma escola da comunidade quacre até os 11 anos, e aos incríveis 12 anos de idade ele começou a lecionar Matemática nessa mesma instituição. Como seu salário era simbólico e ele vinha de uma família pobre, ele teve que também trabalhar no cultivo da horta de seu pai.

John Dalton foi um grande estudioso da constituição da matéria. Por exemplo, ele estudou diferentes reações químicas, medindo as massas dos reagentes antes e depois das reações. Assim, em 1808, depois de muitas pesquisas e experimentos científicos, Dalton publicou um livro com o tema Novo sistema filosófico da química, no qual apresentava a teoria de que a matéria é constituída de átomos, que eram, segundo ele, minúsculas partículas indivisíveis e indestrutíveis.

Além disso, ele dizia também que cada elemento químico era formado por átomos idênticos e únicos, que os átomos eram imutáveis, que os elementos químicos podiam se combinar para formar compostos diferentes e que as reações químicas eram rearranjos dos átomos em diferentes compostos, mas não mudavam o número total de átomos que tomavam parte na reação. Ele ainda criou uma notação nova para representar reações químicas que combinavam átomos diferentes, conforme mostrado na figura abaixo:

O seu trabalho foi amplamente debatido pela comunidade científica e físicos famosos da época o criticaram. Mas a partir da segunda metade do século XIX, os químicos começaram a se convencer, pelas inúmeras evidências, de que tal modelo era bastante plausível. Assim, diferente de muitos cientistas que tiveram de esperar muitos anos para verem suas ideias aceitas, Dalton assistiu a comunidade científica abraçar suas teorias. Teorias essas que explicaram muitas leis que já tinham sido observadas (como, por exemplo, a lei das proporções constantes ou múltiplas de Proust).

Hoje sabemos que nem tudo proposto por Dalton era verdade, por exemplo: os átomos não são indivisíveis; mas sua ideia sensacional transformou nossa compreensão da matéria e suas premissas básicas continuam fundamentais para a nossa compreensão atual da Química e da Física.

John Dalton foi também o cientista que introduziu o conceito de massa atômica, descobriu uma importante lei da Física, que é a Lei das pressões parciais dos gases, atuou como meteorologista e manteve registros meteorológicos por quase 60 anos, tendo feito suas últimas anotações no dia de sua morte.

Outra faceta importante da vida de Dalton é que ele foi o primeiro cientista a descrever de maneira minuciosa e científica, em 1794, em seu livro Fatos extraordinários relativos à visão das cores, uma deficiência visual que ele mesmo portava, que ficou sendo conhecida como Daltonismo, em sua homenagem. Os portadores dessa doença não conseguem distinguir algumas cores, entre elas o vermelho e o verde.

Um teste básico para a pessoa saber se é daltônica é olhar as ilustrações abaixo. Se a pessoa conseguir distinguir os números que aparecem nas ilustrações, ela não é daltônica.

John Dalton faleceu em 1844, aos 78 anos de idade.

John Dalton, em 1803, propôs uma teoria que explicava as leis da conservação de massa e da composição definida, é a chamada Teoria Atômica de Dalton. Essa teoria foi baseada em diversos experimentos e apontou as seguintes conclusões:

1. Toda matéria é formada de partículas fundamentais, os átomos.

2. Os átomos não podem ser criados e nem destruídos, eles são permanentes e indivisíveis.

3. Um composto químico é formado pela combinação de átomos de dois ou mais elementos em uma razão fixa.

4. Os átomos de um mesmo elemento são idênticos em todos os aspectos, já os átomos de diferentes elementos possuem propriedades diferentes. Os átomos caracterizam os elementos.

5. Quando os átomos se combinam para formar um composto, quando se separam ou quando acontece um rearranjo são indícios de uma transformação química.

Resumindo: Dalton acreditava que o átomo era uma esfera maciça, homogênea, indestrutível, indivisível e de carga elétrica neutra.
Se fizermos uma comparação, os átomos seriam semelhantes a bolinhas de gude: maciças e esféricas.

Muitas dessas teorias são aceitas até hoje, mas algumas já são ultrapassadas, vejamos porque:

- Os elementos químicos são formados por pequenas partículas denominadas átomos - Válido até hoje.

- Os átomos são partículas maciças e indivisíveis - Incorreto, pois o átomo é descontínuo e divisível.

- Os átomos de um mesmo elemento têm massas iguais e os átomos de elementos diferentes têm massas diferentes - Incorreto, devido à existência de isótopos, todos os átomos de um elemento não têm a mesma massa.

- Os átomos dos elementos permanecem inalterados nas reações químicas - Válido até hoje. Inclusive essa definição explica bem porque a massa é conservada nas reações químicas.

- Os compostos são formados pela ligação dos átomos dos elementos em proporções fixas - Correto. Essa é a Lei da composição definida, ela explica porque cada composto é caracterizado por proporções fixas. Cada átomo de um dado elemento presente em um composto tem a mesma massa, sendo assim, a composição deve ser sempre a mesma.

TEORIA DE BOHN:

O físico dinamarquês Niels Bohr (1885 - 1962) propôs um modelo atômico para o átomo de hidrogênio que depois foi estendido para outros elementos. O seu modelo baseia-se no Sistema Solar, no qual os planetas giram ao redor do Sol. Para Bohr, os elétrons giram em órbita ao redor do núcleo atômico agrupados em níveis energéticos.

Hoje sabemos que os elétrons giram ao redor do núcleo, mas não em órbita. Para ser considerada uma órbita, o movimento do elétron deveria ser sempre num mesmo plano, o que na prática não acontece. O movimento dos elétrons ao redor do núcleo é parecido ao de uma nuvem que envolve esse núcleo atômico.

No estado fundamental de um átomo, os elétrons se encontram no nível energético mais baixo possível.

Se os elétrons de um átomo recebem energia ou colidem com outros elétrons, eles saltam para níveis mais externos. Neste caso, dizemos que os elétrons entram em estado excitado.

Se os elétrons cedem energia, eles saltam para níveis mais internos e a energia liberada pelos elétrons sai em forma de quantum de luz ou fóton.

A dificuldade para se determinar a trajetória de um elétron ao redor do núcleo atômico consiste em que, para descobri-la, é necessário enviar um fóton ao átomo; mas quando isso acontece, o elétron salta de nível energético, mudando assim a sua trajetória.

O comportamento dos elétrons é parecido com o da luz. Ora eles se comportam como onda, ora como partícula. Durante o seu movimento normal ao redor do núcleo, o comportamento dos elétrons é de onda e quando recebem um fóton, eles se comportam como partícula.

 

Niels Bohr (1885-1962).

O dinamarquês especialista em física atômica Niels Bohr, nasceu em 1885, e faleceu em 1962. No ano de 1913, estabeleceu o modelo atômico sistema planetário que é usado até os dias atuais.
Bohr chegou a esse modelo de átomo refletindo sobre o dilema do átomo estável. Ele acreditava na existência de princípios físicos que descrevessem os elétrons existentes nos átomos. Esses princípios ainda eram desconhecidos e graças a esse físico passaram a ser usados.
Tudo começou com Bohr admitindo que um gás emitia luz quando uma corrente elétrica passava nele. Isso se explica pelo fato de que os elétrons, em seus átomos, absorvem energia elétrica e depois a liberam na forma de luz. Com isso, ele deduziu que um átomo tem um conjunto de energia disponível para seus elétrons, isto é, a energia de um elétron em um átomo é quantizada. Esse conjunto de energias quantizadas mais tarde foi chamado de níveis de energia. Mas se um átomo absorve energia de uma descarga elétrica, alguns de seus elétrons ganham energia e passam para um nível de energia maior, nesse caso o átomo está em estado excitado.
Com essas constatações Bohr aperfeiçoou o modelo atômico de Rutherford e chegou ao modelo do átomo como sistema planetário, onde os elétrons se organizam na eletrosfera na forma de camadas. Vejamos os postulados de Bohr:

Os elétrons estão distribuídos em camadas ao redor do núcleo. Admite-se a existência de 7 camadas eletrônicas, designadas pelas letras maiúsculas: K, L, M, N, O, P e Q. À medida que as camadas se afastam do núcleo, aumenta a energia dos elétrons nelas localizados.
As camadas da eletrosfera representam os níveis de energia da eletrosfera. Assim, as camadas K, L, M, N, O, P e Q constituem os 1º, 2º, 3º, 4º, 5º, 6º e 7º níveis de energia, respectivamente.
O modelo atômico de Bohr lembra a órbita de um planeta daí o nome: sistema planetário.

MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD:

Modelo atômico de Rutherford

O cientista Ernest Rutherford, nascido na Nova Zelândia, propôs um modelo atômico baseando-se em experimentos com radioatividade. Através de seus estudos concluiu que elementos são radioativos e emitem radiação de alta energia em forma de partículas alfa, partículas beta e raios gama. Para comprovar essa Teoria ele realizou um experimento bem curioso, veja:




Um fluxo de partículas alfa (α) é emitido pelo elemento radioativo Polônio (Po) (fonte de partículas alfa) em lâminas de ouro. Ele observou que as partículas alfa atravessavam a lâmina em linha reta, mas algumas se desviavam e se espalhavam.
Mas porque somente algumas partículas se desviavam enquanto as outras atravessavam a lâmina em linha reta?
Somente em 1911, Rutherford esclareceu esse fato. Ele decifrou o que os resultados experimentais realmente significavam:

1. Na eletrosfera dos átomos de ouro existem espaços e algumas partículas atravessavam a lâmina passando por tais espaços.
2. As partículas alfa se desviavam porque colidiam com o núcleo dos átomos de ouro.
3. O núcleo é positivo, por isso repele as partículas alfa de carga positiva.
4. O núcleo é pequeno em relação ao átomo.

Através dessas observações, Rutherford criou seu próprio modelo atômico que acabou substituindo o modelo de Thompson.

Conceito do modelo atômico de Rutherford:

Um átomo é composto por um pequeno núcleo carregado positivamente e rodeado por uma grande eletrosfera, que é uma região envolta do núcleo que contém elétrons. No núcleo está concentrada a carga positiva e a maior parte da massa do átomo.
O átomo proposto por Rutherford é o que mais se aproxima do modelo atômico utilizado atualmente. 

Ernest Rutherford (1871-1937)

O químico e físico, Ernest Rutherford, começou sua carreira conceituando a meia-vida radioativa. Parece que o jovem tinha futuro, pois ele pesquisou o campo da radioatividade e descobriu as partículas, Alfa e Beta. Seus feitos nessa área foram reconhecidos, tanto que, no ano de 1908, Rutherford foi digno de receber um prêmio Nobel.
Como Rutherford não cessou seus estudos, acabou realizando outros grandes feitos, desta vez, pesquisando a composição do átomo. Os resultados de sua dedicação vieram na forma de um modelo de átomo moderno. Rutherford foi o primeiro a defender a concepção “de que os átomos têm sua carga positiva concentrada em um pequeno núcleo”.
Baseando-se em suas constatações, Rutherford apresentou, no ano de 1911, um modelo atômico, o qual foi reconhecido e batizado de “Átomo de Rutherford”. O modelo trazia a forma planetária onde o átomo ficava envolto por eletrosferas.
Outra conquista importante de Rutherford veio no ano de 1917, na qual ele realizou o experimento que dividia, pela primeira vez, o núcleo atômico. Imagine só a repercussão desse feito!
É por esse e outros motivos que Rutherford entrou para a galeria dos maiores gênios da história da química.