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Evolução dos modelos atômicos - leis ponderais

LEUCIPO E DEMÓCRITO (450 A.C):  matéria podia ser dividida em partículas cada vez menores até que chegaria a uma partícula indivisível, denominada átomo. Esse modelo é fundamentado em pensamentos filosóficos.

DALTON – MODELO DA “BOLA DE BILHAR” (1803):  A partir de resultados experimentais propõe um modelo (científico) para explicar as leis ponderais das reações químicas. Os principais postulados da Teoria Atômica de Dalton são:

1. A matéria é formada por partículas extremamente pequenas chamadas átomos;

2. Os átomos são esferas maciças, indestrutíveis e indivisíveis; Para Dalton o átomo era um sistema contínuo

3. Átomos que apresentam mesmas propriedades (tamanho, massa e forma) constituem um elemento químico; Existe um número pequeno de elementos químicos diferentes na natureza

4. Átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes; Reunindo átomos iguais ou diferentes nas variadas proporções, podemos formar todas as matérias do universo conhecidos

5. Os átomos podem se unir entre si formando "átomos compostos" (moléculas);

6. Uma reação química nada mais é do que a união e separação de átomos.

Ao supor que a relação numérica entre átomos era a mais simples possível, Dalton atribuiu à água a fórmula HO e à amônia NH, etc.

Apesar de um modelo simples, Dalton deu um grande passo na elaboração de um modelo atômico, pois foi o que instigou na busca por algumas respostas e proposição de futuros modelos.

         

      

A matéria é constituída de diminutas partículas amontoadas como laranjas


Leis Ponderais

A – Lei de Lavoisier ou Lei da Conservação da Matéria (1774): “Numa reação química realizada em recipiente fechado a massa total antes da transformação (reagentes) é igual à massa total após a transformação (produtos)” ou “Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma”.

B – Lei de Proust ou Lei das Proporções Constantes (1797):  “Uma substância pura, qualquer que seja sua origem, é sempre formada pela mesma composição em massa” ou “A proporção das massas que reagem é sempre constante”.

J. J. THOMSON –  MODELO “PUDIM DE PASSAS” (1874): propôs que o átomo seria uma pasta positiva incrustada de elétrons. Portanto o átomo seria divisível em partículas menores. Propôs isso depois que descobriu a existência dos elétrons com a experiência da Ampola de Crookes. Foi Thomson que lançou a idéia de que o átomo era um sistema descontínuo, portanto, divisível.  Mas sua descrição não era satisfatória porque não permitia explicar as propriedades químicas do átomo.


Modelo PUDIM DE PASSAS

E. RUTHERFORD – MODELO “PLANETÁRIO” (1911): O átomo é formado por um núcleo muito pequeno, de carga positiva, no qual se concentra praticamente toda a massa do átomo. Os elétrons giram ao redor desse núcleo na região denominada eletrosfera, neutralizando a carga positiva. O átomo é um sistema neutro, ou seja, o número de cargas positivas e negativas é igual. O átomo é um sistema descontínuo onde prevalecem os espaços vazios.

Rutherford chegou a essa conclusão fazendo um experimento: bombardeou uma fina lâmina de ouro com partículas α (positivas). Neste experimento ele observou que:

1. a maioria das partículas passava pela lâmina sem se desviar, e isso aconteceria pq os átomos da lâmina seriam formados de núcleos muito pequenos, onde sua massa se concentra, e um grande vazio.

2. poucas partículas sofriam desvio, pq estas teriam passado perto do núcleo sendo repelidas, já q tanto núcleos quanto partículas são positivos.

3. poucas partículas retrocediam, sendo aquelas q iam de encontro ao núcleo e voltavam.

Logo surgiram dificuldades para a aceitação do modelo de Rutherford: uma carga elétrica em movimento irradia continuamente energia na forma de onda eletromagnética. Assim, o elétron se aproximaria cada vez mais do núcleo e acabaria caindo sobre ele, o q comprometeria o átomo. Essa dificuldade foi superada com o surgimento do modelo de Bohr. Logo depois surgiu outra hipótese q explicaria esse fenômeno.

N. BOHR – MODELO RUTHERFORD – BOHR (1913):  fundamentado na teoria dos quanta de Max Planck, segundo a qual a energia não é emitida de forma contínua, mas em “blocos”, Bohr estabeleceu:

Na época que Rutherford publicou seu modelo já existiam conceitos físicos consagrados e um destes conceitos era a Lei do Eletromagnetismo de Maxwell que dizia: "Toda carga elétrica em movimento acelerado em torno de outra perde energia sob forma de ondas eletromagnéticas". Como o elétron é uma carga elétrica em movimento acelerado em torno do núcleo, perderia energia e se aproximaria do núcleo até chocar-se com este; desta forma o átomo se auto-destruiria.

Em 1913 Bohr afirmou que os fenômenos atômicos não poderiam ser explicados pelas Leis da Física Clássica.

Niels Bohr, dinamarquês, contribuiu para o aperfeiçoamento do modelo atômico de Rutherford. Baseado na teoria quântica, Bohr explicou o comportamento dos elétrons nos átomos. Para Bohr, os elétrons giram em torno do núcleo de forma circular e com diferentes níveis de energia. Seus postulados:

- O átomo possui um núcleo positivo que está rodeado por cargas negativas;

- A eletrosfera está dividida em camadas ou níveis eletrônicos, e os elétrons nessas camadas, apresentam energia constante;

- Em sua camada de origem (camada estacionária) a energia é constante, mas o elétron pode saltar para uma camada mais externa, sendo que, para tal é necessário que ele ganhe energia externa;

- Um elétron que saltou para uma camada de maior energia fica instável e tende a voltar a sua camada de origem; nesta volta ele devolve a mesma quantidade de energia que havia ganho para o salto e emite um fóton de luz.

- Ao elétron dentro do átomo são permitidas somente algumas energias fixas;

- Quando o elétron apresenta alguma dessas energias permitidas, não irradia energia em seu movimento ao redor do núcleo, permanecendo num estado estacionário de energia;

- Os elétrons nos átomos descrevem sempre órbitas circulares ao redor do núcleo, chamadas de camadas ou níveis de energia;

- Cada camada comporta um número máximo de elétrons.

MODELO DE SOMMERFELD: Logo após Bohr enunciar seu modelo verificou-se que um elétron, numa mesma camada, apresentava energias diferentes. Como poderia ser possível se as órbitas fossem circulares?

Sommerfild sugeriu que as órbitas fossem elípticas, pois em uma elipse há diferentes excentricidades (distância do centro), gerando energias diferentes para uma mesma camada.

Veja também: Modelos Atômicos

Autoria: Natalie Rosa Pires


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