PRÁTICA DE ENSINO DE FÍSICA MODERNA
Evolução dos Modelos Atômicos
Você já parou para pensar de que as coisas são constituídas?
Com certeza você já deve ter ouvido falar dos átomos…
Mas o que são esses Átomos?
Os átomos são estruturas constituídas de um núcleo e de uma eletrosfera. O núcleo é composto por prótons - de carga positiva - e nêutrons, que, como o nome sugere, são neutros, isentos de cargas. A eletrosfera é a região onde se encontram os elétrons que, por sua vez, possuem carga negativa.
Porém esta organização nem sempre foi considerado assim...
Por volta do ano 450 a.C. alguns filósofos, dos quais faziam parte Demócrito e Leucipo, começaram a levantar hipóteses de que tudo seria composto de pequenas partículas indivisíveis, que foram denominadas átomos. A palavra “átomo” vem do grego, onde a significa “não” e tomo significa parte, ou seja, sem partes, indivisível. Portanto, se dividíssemos qualquer corpo em várias partes, chegaríamos a uma partícula mínima, o átomo. Porém essas ideias não passavam de hipóteses.
Essa mesma ideia foi retomada apenas séculos mais tarde, por volta de 1800 d.c., quando já haviam procedimentos experimentais capazes de ajudar a comprovar ou refutar os modelos atômicos. Existiram vários modelos propostos, alguns com mais destaques no campo científico que os outros. Dentro os mais discutidos estão os modelos de Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr e o de Schrödinger. Agora vamos conhecer um pouco mais sobre cada um.
John Dalton (1766-1844), retomando as ideias de Leucipo e de Demócrito, propôs um modelo atômico conhecido como Modelo da Bola de Bilhar. Para ele, o átomo era maciço, esférico e indivisível.
John Thomson (1856-1940) propôs um modelo diferente, que ficou conhecido como pudim de passas. Este apresentava um núcleo com carga positiva, contendo elétrons ligados a ele (que continham carga negativa). Dessa forma o átomo deixava de ser maciço e indivisível.
Ernest Rutherford (1871-1937) descrevia seu modelo como sendo composto por um núcleo pequeno e denso de carga positiva, com elétrons (carga negativa) girando ao redor do núcleo, na região chamada eletrosfera. Esse modelo era parecido ao sistema solar, onde o núcleo seria o sol e os planetas os elétrons. Por isso ficou conhecido como Modelo Planetário.
O físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962) fez alguns acréscimos ao modelo de Rutherford, para corrigir inconsistências. Bohr afirmou que só era permitido que os elétrons se movimentassem em determinados níveis energéticos. Esses níveis apresentavam valores de energia múltiplos inteiros da energia de um fóton. Esse modelo ficou conhecido como Modelo atômico de Rutherford-Bohr.
O modelo de Erwin Schrödinger (1887-1961) é conhecido como modelo da nuvem de probabilidades. O modelo de Schrödinger foi proposto por meios de equações matemáticas que relacionam a natureza da partícula, a carga, a energia e a massa do elétron. Segundo Schrödinger, há regiões da nuvem eletrônica onde há maior probabilidade de se encontrar elétrons, ou seja, onde a nuvem é mais densa. Portanto, há regiões onde a nuvem é menos densa, tendo menor probabilidades de se encontrar elétrons, conforme a figura a seguir.
No modelo atômico de Schrödinger os elétrons ocupam uma região, conhecida como nuvem eletrônica. Na descrição do modelo de Bohr, os orbitais indicam a certeza de haver um elétron com certa energia. Já no modelo de Schrödinger, a nuvem indicam a probabilidade de haver elétrons com certa energia.
RESUMINDO
Sabemos que os átomos possuem dimensão da ordem de 0,00000001 m, e os núcleos atômicos correspondem a menos de 10.000 vezes esse tamanho, ou seja, o núcleo atômico possui o tamanho de 0,000000000001 m. Como é possível que núcleos tão pequenos sejam capazes de fornecer energia para abastecer cidades? Veremos a resposta desta pergunta no decorrer deste módulo.
