O modelo atômico de Thomson foi proposto no ano de 1898 pelo físico inglês Joseph John Thomson ou, simplesmente, J.J. Thomson. Após ter diversas evidências experimentais sobre a existência do elétron, ele derrubou a teoria da indivisibilidade do átomo proposta por John Dalton.
Thomson, a partir de seu modelo, confirmou e provou a existência de elétrons (partículas com carga elétrica negativa) no átomo, ou seja, o átomo possui partículas subatômicas.
Tópicos deste artigo
- 1 - Mapa Mental: Modelo Atômico de Thomson
- 2 - Considerações propostas pelo modelo atômico de Thomson
- 3 - Novidades propostas ao átomo pelo modelo de Thomson
- 4 - Problemas apontados para o átomo de Thomson
Mapa Mental: Modelo Atômico de Thomson
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Thomson propôs seu modelo atômico tendo como base descobertas relacionadas com a radioatividade e experimentos realizados com o tubo de raios catódicos construído pelos cientistas Geissler e Crookes. Veja uma representação desse tubo:
Quando um gás rarefeito, em baixa pressão, é submetido a uma alta tensão elétrica (por exemplo, 15000 V), produz um feixe de luz (composto por cargas elétricas) que parte do cátodo (polo negativo) em direção ao ânodo (polo positivo).
Com esse experimento, Thomson chegou à conclusão de que, quando os átomos do material gasoso no interior do tubo eram submetidos a uma alta tensão, seus elétrons eram arrancados e direcionados até a placa positiva.
Considerações propostas pelo modelo atômico de Thomson
Com os experimentos realizados com o tubo de raios catódicos, Thomson propôs sua interpretação de como seria o átomo e sua constituição. Assim, de acordo com ele:
- O átomo é uma esfera, mas não maciça como propunha o modelo atômico de John Dalton;
- O átomo é neutro, já que toda matéria é neutra;
- Como o átomo apresenta elétrons, que possuem cargas negativas, logo, deve apresentar partículas positivas para que a carga final seja nula;
- Os elétrons não estão fixos ou presos no átomo, podendo ser transferidos para outro átomo em determinadas condições;
- O átomo pode ser considerado como um fluido contínuo de cargas positivas onde estariam distribuídos os elétrons, que possuem carga negativa;
- Associou o seu modelo a um pudim de passas (as quais representam os elétrons);
- Como os elétrons que estão espalhados apresentam a mesma carga, existe entre eles uma repulsão mútua, o que faz com que estejam uniformemente distribuídos na esfera.
Novidades propostas ao átomo pelo modelo de Thomson
O modelo atômico de Thomson foi o segundo proposto para o átomo. O primeiro modelo foi formulado por John Dalton.
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O modelo de Thomson tratou de novos conhecimentos sobre o átomo que até então não haviam sido propostos por falta de embasamento cientifico, como:
- Natureza elétrica da matéria;
- Divisibilidade do átomo;
- Presença de partículas pequenas e com carga no átomo.
Problemas apontados para o átomo de Thomson
Vários físicos na época da proposta do modelo atômico de Thomson, pautados nas teorias da Física Clássica, apontaram algumas incoerências presentes nesse modelo:
- Thomson propôs que o átomo apresentava uma estabilidade em relação à distribuição uniforme dos elétrons, o que poderia ser modificado por influência de energia. Porém, a Física Clássica, com base no eletromagnetismo, não permite a existência de um sistema estável pautado apenas na repulsão entre as partículas de mesma carga;
- Para Thomson, os elétrons estão distribuídos uniformemente no átomo, mas eles têm a capacidade de se deslocar de forma acelerada e, por isso, devem emitir radiação eletromagnética em certas frequências especificas. Todavia, isso não era observado.
- O modelo de Thomson era muitas vezes ineficaz para explicar propriedades atômicas, como sua composição e organização.
* Mapa mental por Victor Ricardo Ferreira
Professor de Química
Por Me. Diogo Lopes Dias
Em 1911, o físico neozelandês Ernest Rutherford realizou um experimento em que ele bombardeou uma finíssima lâmina de ouro com partículas alfa (α) emitidas por uma amostra de polônio (material radioativo), que ficava dentro de um bloco de chumbo com um pequeno orifício pelo qual as partículas passavam.
O ouro foi escolhido por ser um material inerte, pouco reativo. Até o momento, acreditava-se que o átomo seria uma esfera carregada positivamente, com elétrons (partículas negativas) distribuídos uniformemente por todo o seu volume, conforme indicava o modelo de Thomson.
Se o átomo fosse realmente assim, as partículas alfa, que são compostas por partículas positivas, atravessariam os átomos da lâmina de ouro e, no máximo, algumas sofreriam pequenos desvios em suas trajetórias ao se aproximarem dos elétrons.
Mas não foi isso que Rutherford observou. A grande maioria das partículas atravessava a lâmina de ouro, uma quantidade pequena não atravessa a folha, mas voltava, e algumas partículas alfa sofriam desvios de suas trajetórias.
Isso comprovou que o modelo de Thomson estava incorreto. A partir das informações coletadas, Rutherford propôs o seu modelo atômico, que foi o seguinte:
- Visto que a maioria das partículas alfa atravessou os átomos da lâmina de ouro, isso significa que os átomos possuem uma grande parte vazia. Nesse espaço vazio ficam os elétrons e, por isso, esse espaço foi chamado de eletrosfera.
- Poucas partículas alfa refletiam e desviavam porque o átomo possui um núcleo bem pequeno e condensado, onde está toda a massa do átomo, não permitindo que as partículas atravessem. Esse núcleo seria positivo, pois as partículas alfa também são positivas, então, quando elas estivessem passando perto do núcleo, elas sofreriam um desvio em sua trajetória, pois cargas de mesmo sinal se repelem. Mas, se batessem de frente com o núcleo, elas seriam ricocheteadas, rebatidas na direção contrária ao choque.
- Comparando o número de partículas que atravessou a lâmina com as que foram rebatidas, conclui-se que o núcleo é de 10 000 a 100 000 vezes menor que seu tamanho total.
Resumidamente, o modelo de Rutherford era parecido com o sistema solar, em que o núcleo positivo (feito de prótons) seria o sol e os planetas que giram ao seu redor seriam os elétrons na eletrosfera:
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Em 1932, Chadwick descobriu a terceira partícula subatômica, o nêutron, e o modelo de Rutherford sofreu uma pequena alteração, em que o núcleo não era composto apenas de prótons, mas de nêutrons também. Ele continuava positivo porque os nêutrons não possuem carga alguma, apenas impediam que a repulsão entre os prótons deixasse o átomo instável.
Assim, o átomo de Rutherford ficou como o mostrado na imagem a seguir. Lembrando que o núcleo não está na proporção correta com o diâmetro do átomo.
Esse modelo é muito útil até hoje para explicar vários fenômenos físicos e químicos. No entanto, ele apresentava uma série de contradições consideráveis, como o fato de que cargas opostas se atraem e, dessa forma, se os elétrons (negativos) girassem ao redor do núcleo (positivo), eles perderiam energia gradualmente e adquiririam uma trajetória em forma de espiral até atingir o núcleo.
Assim, o modelo atômico continuou evoluindo, como mostra o texto abaixo:
· Modelo Atômico de Rutherford-Bohr
* Créditos da imagem: rook76 / Shutterstock.com