Modelos atômicos: Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr

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A história dos modelos atômicos remonta à Grécia Antiga, onde Leucipo, Demócrito e Epicuro argumentavam que a matéria seria constituída por átomos (palavra que significa, em grego, indivisível) e espaços vazios. Essas ideias se chocaram com a de Aristóteles que afirmava que a matéria era contínua. Assim, Aristóteles não supunha a existência de átomos e espaços vazios entre eles.

Modelos atômicos

Veja como ocorreram as principais descobertas sobre o átomo com os modelos atômicos de Dalton, Thomson e Rutherford.

Modelo atômico de Dalton

Em 1803, o químico inglês John Dalton desenvolveu uma teoria sobre a estrutura da matéria retomando a antiga ideia de átomo (partícula indivisível) imaginada pelos filósofos gregos Demócrito e Leucipo, por volta de 450 a.C. (matéria descontínua).

dalton modelo atomico — John Dalton nasceu em 6 de setembro de 1766, na Inglaterra, em Eaglesfield, Cumberland, nos primeiros anos da Revolução Industrial. Dalton faleceu em 1844, aos 78 anos de idade.

Utilizando seu modelo, Dalton estabeleceu os postulados a seguir:

I. Todas as substâncias são constituídas de minúsculas partículas, denominadas átomos. Os átomos não podem ser criados nem destruídos. Cada substância é constituída de um único tipo de átomo.

II. As substâncias simples, ou elementos, são formadas de “átomos simples”, que são átomos isolados, pois átomos de um mesmo elemento químico sofrem repulsão mútua. Os “átomos simples” são indivisíveis.

III. As substâncias compostas são formadas de “átomos compostos”, capazes de se decomporem, durante as reações químicas, em “átomos simples”.

IV. Todos os átomos de uma mesma substância são idênticos na forma, no tamanho, na massa e nas demais propriedades; átomos de substâncias diferentes possuem forma, tamanho, massa e propriedades diferentes. A massa de um “átomo composto” é igual à soma das massas de todos os “átomos simples” componentes.

Dalton representava os átomos com círculos que continham em seu interior, detalhes distintos para simbolizar os elementos.

modelo atomico de dalton — Representação de alguns elementos químicos sugerida por Dalton.

Entenda mais sobre o modelo de Dalton

Modelo atômico de Thomson

Em 1897, o físico Joseph John Thomson, trabalhando com raios catódicos, concluiu que eles eram parte integrante de toda espécie de matéria e os denominou elétrons.

O átomo é uma esfera de carga elétrica positiva, não maciça, incrustada de elétrons (negativos), de modo que sua carga elétrica total é nula.

modelo atomico de thomson — Modelo atômico de Thomson conhecido como pudim de passas.

Segundo Thomson, o número de elétrons no átomo deveria ser suficiente para anular a carga positiva da esfera. Assim se um átomo perdesse um ou mais elétrons, ficaria carregado positivamente. Caso o átomo ganhasse um ou mais elétrons, ficaria negativamente carregado.

Thomson denominou esses átomos de eletropositivos e eletronegativos, o que hoje é chamado de íons. O modelo de Thomson explicou muitas propriedades da matéria que o modelo de Dalton não era capaz de explicar, como os fenômenos radioativos e os de natureza elétrica.

Saiba mais sobre o modelo de Thomson

Modelo atômico de Rutherford

Rutherford e seus colaboradores bombardearam com partículas alfa (conhecidamente positivas), provenientes de material radioativo, uma fina folha de ouro. As partículas que atravessavam a lâmina metálica eram detectadas em um anteparo fluorescente apropriado para essa finalidade.

modelos atômicos rutherford — Esquema simplificado do experimento realizado por Rutherford e seus colaboradores.

Através desse experimento, Rutherford concluiu que a maioria das partículas que conseguiam atravessar a lâmina passava, em grande parte, por espaços vazios. Segundo ele, o átomo seria constituído por duas regiões: uma central chamada núcleo e uma periférica, denominada eletrosfera.

O núcleo seria maciço, formado por partículas de carga positiva, denominadas prótons, e concentraria quase toda massa do átomo. Na eletrosfera, região de volume muito maior que o do núcleo, estariam os elétrons, movimentando-se ao redor do núcleo.

Para explicar os valores das massas dos átomos, Rutherford propôs a existência de partículas neutras no núcleo, com massa muito próxima àquelas dos prótons, no entanto, para ele não foi possível provar a existência dessas partículas.

Modelo atômico de Bohr

O modelo proposto por Rutherford não era capaz de elucidar uma importante questão sobre os modelos atômicos. Essa questão era: como os elétrons carregados negativamente, podiam movimentar-se em torno de um núcleo positivo sem perder energia e colidir com ele? (nessa época já se sabia que cargas de sinais opostos se atraem).

As ideias de Niels Bohr, que tiveram o apoio de Rutherford, resultaram em um aprimoramento do modelo para estrutura do átomo.

Vamos ver quais eram os princípios fundamentais desse modelo?

Os elétrons ocupam determinados níveis de energia ou camadas eletrônicas;
O elétron não pode ter energia zero, ou seja, estar parado no átomo;
Em cada camada, o elétron possui energia constante: quanto mais próximo do núcleo, menor a energia do elétron com relação ao núcleo, e, quanto mais distante dele, maior a sua energia;
Para passar de um nível de menor energia para um de maior, o elétron absorve uma quantidade apropriada de energia. Ao fazer o caminho inverso, ele libera energia. A quantidade que é absorvida ou liberada por um elétron corresponde exatamente à diferença entre um nível de energia e outro.

Entenda melhor o modelo de Bohr

Exercícios sobre modelos atômicos

1- (UFMG) Os diversos modelos para o átomo diferem quanto às suas potencialidades para explicar fenômenos e resultados experimentais. Em todas as alternativas a seguir, o modelo atômico está corretamente associado a um resultado experimental que ele pode explicar, exceto em:

a) O modelo de Rutherford explica por que algumas partículas alfa não conseguem atravessar uma lâmina metálica fina e sofrem fortes desvios.
b) O modelo de Thomson explica por que a dissolução de
cloreto de sódio em água produz uma solução que conduz eletricidade.
c) O modelo de Dalton explica por que um gás, submetido
a uma grande diferença de potencial elétrico, se torna
condutor de eletricidade.
d) O modelo de Dalton explica por que a proporção em
massa dos elementos de um composto é definida.

2- (Enem) Quando definem moléculas, os livros geralmente apresentam conceitos como: “a menor parte da substância capaz de guardar suas propriedades”.
A partir de definições desse tipo, a ideia transmitida ao estudante é a de que o constituinte isolado (moléculas) contém os atributos do todo. É como dizer que uma molécula de água possui densidade, pressão de vapor, tensão
superficial, ponto de fusão, ponto de ebulição, etc. Tais propriedades pertencem ao conjunto, isto é, manifestam-se nas relações que as moléculas mantêm entre si.
Adaptado de: OLIVEIRA, R. J. O mito da substância.
Química nova na escola, n. 1, 1995.

O texto evidencia a chamada visão substancialista que ainda se encontra presente no ensino da Química. A seguir estão relacionadas algumas afirmativas pertinentes ao assunto.

I. O ouro é dourado, pois seus átomos são dourados.
II. Uma substância “macia” não pode ser feita de moléculas “rígidas”.
III. Uma substância pura possui pontos de ebulição e fusão
constantes, em virtude das interações entre suas moléculas.
IV. A expansão dos objetos com a temperatura ocorre porque os átomos se expandem.

Dessas afirmativas, estão apoiadas na visão substancialista criticada pelo autor apenas.

a) I e II.
b) III e IV.
c) I, II e III.
d) I, II e IV.
e) II, III e IV

Resposta: 1c, 2D

Simulado de Modelos Atômicos

Sobre o(a) autor(a):

Munique é formada em química pela UFSC, tem mestrado e doutorado em Engenharia Química, também pela UFSC.

Modelos atômicos: Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr

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