Modelos Atômicos : de Demócrito à Função de Onda

O átomo é a unidade básica da matéria. E tudo que é material é feito de átomos.

Muitos modelos foram criados para o átomo.E quanto mais aprendemos sobre o átomo, mais os modelos atômicos mudam.

Segunda a História, começou lá na Grécia Antiga com o filósofo Demócrito.

Sequência 01.00_03_28_07.Quadro014

 

Ele dizia que a matéria é feita de partículas duras indivisíveis.

 

Demócrito chamou essas partículas duras e indivisíveis de “átomos”. A palavra átomo vem do grego atomos que significa indivísivel.

Muito tempo depois de Demócrito um professor de física chamado John Dalton formulou uma teoria atômica.

Dalton disse que :

Sequência 01.00_03_51_10.Quadro015

 

Em 1897, J. J. Thomson descobriu o elétron. Thomson foi o primeiro cientista a mostrar que o átomo era feito de partículas menores que o próprio átomo.

Sequência 01.00_04_21_12.Quadro016

 

No modelo atômico de Thomson o átomo é uma esfera positiva com partículas negativas dentro e na superfície dessa esfera. Essas partículas negativas são os elétrons.

Sequência 01.00_04_42_08.Quadro017

 

O modelo atômico de Thomson ficou conhecido como Pudim de Passas. As passas representariam os elétrons e o pudim o próprio átomo.

 

Em 1911 um novo modelo atômico foi feito.

Sequência 01.00_04_58_13.Quadro018

O físico Rutherford mostrou que o centro do átomo é formado por partículas positivas .

Essas partículas positivas Rutherford chamou de prótons.

E o centro do átomo foi denominado de núcleo.

Sequência 01.00_05_03_04.Quadro019

 

O experimento de Rutherford para descobrir isto foi simples. Ele pegou um material radioativo que emite partículas positivas chamadas de partículas alfa .

Sequência 01.00_05_26_08.Quadro021

Quando essas partículas positivas colidiam com uma fina folha de ouro, a maior parte delas ultrapassava a folha de ouro sem sofrer desvio ou reflexão. Já as partículas que colidiam ou passavam muito perto do o núcleo do átomo da folha de ouro, eram desviadas ou refletidas.

Sequência 01.00_05_37_21.Quadro022
Assim, Rutherford concluiu que as partículas ultrapassavam a folha de ouro simplesmente porque a maior parte do átomo era feita de espaço vazio.

No interior do átomo, o que mais existe é espaço vazio.

Se o átomo fosse do tamanho de um campo de golfe, o núcleo seria aproximadamente o tamanho de um buraco.

Em 1913, o físico Niels Bohr faz um upgrade no modelo de Rutherford.

Sequência 01.00_06_35_18.Quadro025

Bohr propõe que os elétrons se moviam ao redor do núcleo em órbitas concêntricas bem definidas, camadas.

E cada átomo diferente teria um número específico dessas camadas.

No modelo de Bohr, os elétrons orbitam o núcleo em camadas e somente nessas camadas e cada camada admite um certo número de elétrons.

Em 1923 trabalhando com Rutherford, James Chadwick descobriu partículas sem nenhuma carga elétrica, ou seja, com carga elétrica neutra. Ele chamou essas partículas de neutrons.

Sequência 01.00_07_17_10.Quadro035

 

Ou seja, além dos prótons, o núcleo do átomo também é formado por neutrons.

E assim vai surgindo o modelo atômico moderno.

Sequência 01.00_07_29_00.Quadro026

 

O modelo atômico moderno não é mais o de Bohr em que os elétrons orbitam o núcleo através de órbitas concêntricas bem definidas.

Sequência 01.00_07_31_07.Quadro027

No modelo atômico moderno, os elétrons se movem ao redor do núcleo em um tipo de nuvem. Essa nuvem é uma nuvem das probabilidades de se localizar um elétron no átomo. Quanto mais densa é uma região da  nuvem, maior é a probabilidade de localizar o elétron nessa região. Diferente do modelo de Bohr, no modelo atômico moderno não é possível conhecer a posição exata de um elétron num dado tempo. No modelo moderno, o que você conhece é a densidade de probabilidade da posição do elétron. O elétron é descrito por uma função de onda e há uma incerteza envolvida.

Sequência 01.00_07_49_19.Quadro028 Sequência 01.00_08_10_15.Quadro029

Viu só como as teorias mudam com o tempo? Pois é,  mas temos coisas muito bem evidenciadas sobre o átomo, tipo…

  • O átomo tem um núcleo carregado positivamente .
  • O núcleo é constituído de partículas denominadas prótons e neutrons.
  • Os prótons tem carga elétrica positiva.
  • Já  os neutrons, carga elétrica nula.
  • Ao redor do núcleo orbitam partículas chamadas elétrons, que têm uma carga elétrica negativa.
  • O próton ou o nêutron são pelo menos 1.800 vezes mais massivos do que o elétron.
  • O número de prótons determina o tipo de átomo.
  • Nossa tabela periódica, por exemplo, é organizada por esses números.
  • Os elétrons só podem se movimentar em determinadas distâncias do núcleo, distâncias essas chamadas de orbitais.

Sequência 01.00_09_06_04.Quadro031

Há uma densidade de probabilidade de localizar o elétron em seu orbital. Os orbitais são quantizados por 3 números quânticos, o número quântico principal (n), o número quântico azimutal (l) e o número quântico e o número quântico magnético. Há também um quarto número quântico relacionado ao spin chamado de número quântico de spin (s).

Sequência 01.00_09_27_00.Quadro032

Diferentes combinações desses números quânticos, significa diferentes orbitais, ou seja, diferentes densidades de probabilidade da posição do elétron.

Sequência 01.00_09_50_04.Quadro033

Na física, quando apenas certos valores discretos são permitidos significa que o sistema é quantizado. É daí que surge o termo física quântica.

Enfim, são muitos detalhes, muitas características, muita Física e muita inteligência em coisas tão pequenas.
Como Deus é um ser racional, ele impôs na sua Criação comportamentos, padrões e ordem. Ao estudarmos o átomo e a matéria podemos contemplar a grande obra feita pelo Criador dos céus e da Terra  tal como dito por J.J Thomson na revista Nature :

Sequência 01.00_16_30_13.Quadro034

 

 

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *