Qual a principal diferença entre o modelo proposto por Thomson e por Rutherford?

Modelos atômicos: tudo o que você precisa saber!

• O que é um átomo
• Estrutura de um átomo
• Modelos atômicos
  • Modelo atômico de Dalton
  • Modelo atômico de Thomson
  • Modelo atômico de Rutherford
  • Modelo atômico de Rutherford-Bohr
  • Modelo Atômico de Schrodinger

Quando Demócrito e Leucipo apresentaram a teoria atômica 500 anos a.c., seus pensamentos não foram aceitos pela comunidade grega daquele período. Só depois de dois mil e trezentos anos é que os primeiros modelos atômicos começaram a surgir.

Durante esse tempo, as civilizações acreditavam que a matéria era formada de terra, ar, água e fogo, os quatro elementos principais da natureza. A sua divisibilidade não era discutida, mas isso mudou quando John Dalton apresentou uma estrutura, que representaria a sua menor parte, o átomo.

De Dalton até Schrodinger, muita coisa mudou! Então vamos conhecer agora como surgiram e como evoluíram os modelos atômicos até os dias atuais!

O que é um átomo

A palavra átomo vem do grego e significa indivisível. Como você já deve ter percebido, o seu conceito está atrelado ao conceito de matéria, que é tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no espaço.

Sendo assim, a não divisibilidade da matéria em um certo ponto foi o que inspirou os modelos atômicos, que foram baseados em experimentos feitos por alguns cientistas.

Estrutura de um átomo

Sabemos hoje que o átomo é dividido em duas partes. A primeira é o núcleo, no qual temos:

• Prótons, que são elementos constituídos de massa e que possuem uma carga positiva;
• Nêutrons, que são elementos que possuem massa e uma carga nula.

A segunda parte é a eletrosfera, onde existe apenas uma partícula, que são os elétrons:

• Elétrons possuem massa desprezível, portanto, é considerada zero, e carga negativa.

Para que a estrutura do átomo seja equilibrada, a quantidade de prótons tem que ser igual a de elétrons. Dessa maneira, ela deve conter pelo menos um próton e um elétron (isso acontece apenas com o hidrogênio, que não contém nêutrons em seu núcleo).

O número de prótons e de elétrons de cada átomo é classificado por aquela tabela periódica que você certamente tem aí em suas apostilas de Química e de Física!

Foram os pensadores gregos que disseram pela primeira vez que a matéria poderia ser dividida até um certo ponto, porém, grave isso para as provas: a concepção é dos gregos, não o primeiro modelo atômico!

A escola do atomismo surge da filosofia, mas o primeiro modelo atômico só surgiu no século XIX. Antes de se chegar nessa estrutura que descrevemos, foi imprescindível a evolução dos modelos atômicos, por isso, veremos alguns deles a seguir.

Modelo atômico de Dalton

O primeiro modelo atômico foi proposto por John Dalton, em 1808. Apoiado no modelo grego, o cientista afirmava que o átomo era uma esfera maciça, indivisível e indestrutível, o que para ele representava a menor porção da matéria.

O modelo atômico de Dalton ficou conhecido como “bola de bilhar”. Por que uma esfera? Porque as esferas não têm vértices e nem arestas, são as figuras geométricas mais difíceis de se quebrar.

Nesse período, o único instrumento que era utilizado para os experimentos era a balança e as constatações ficavam sempre em torno da massa dos elementos, por isso é que demorou bastante tempo até que surgisse um novo modelo atômico.

Modelo atômico de Thomson

Na segunda metade do século XIX, temos o surgimento da energia e a utilização da corrente elétrica, uma ferramenta nova para a ciência, que Thomson emprega em um experimento com raios catódicos.

Descobre o elétron dentro do átomo, colocando duas placas com cargas elétricas, uma positiva e uma negativa. Dessa maneira, se o átomo não possuísse nenhuma carga, não seria atraído por nenhuma delas.

A teoria de que o átomo era indivisível, agora cai por terra e Thomson diz que ele é composto por uma massa positiva, na qual estão incrustados os elétrons, que são negativos.

Por que eles não saem dessa massa? Porque a carga negativa é atraída pela positiva, por isso eles não se separam.

O átomo continua, no modelo atômico de Thomson, sendo esférico, maciço (massa positiva e partículas negativas), e ficou conhecido como “pudim de passas”.

Modelo atômico de Rutherford

No século XX, é descoberta a radioatividade e, assim, em 1911, Rutherford utiliza o polônio em seu experimento, um elemento radioativo que emite uma partícula denominada alfa.

Milhares dessas partículas foram lançadas contra uma placa de ouro e esperava-se que, se o átomo fosse realmente maciço, as partículas alfa não a ultrapassariam.

Para sua surpresa, a grande maioria atravessou o obstáculo, sendo que poucas sofreram desvios e voltaram.

As que voltavam levaram Rutherford a perceber que algo nesse átomo era maciço, que era o núcleo, então, a partir desse momento, ele o dividiu em duas partes: núcleo e eletrosfera.

Modelo atômico de Rutherford-Bohr

O modelo atômico de Rutherford ainda deixou um questionamento que foi respondido por Bohr. Por que o elétron não cai no núcleo, já que suas cargas se atraem?

A física clássica diz que carga positiva atrai carga negativa, mas a física moderna já diz que nem sempre é assim. Mesmo que as cargas sejam atraídas, existe uma energia que as impede de cair, que é a energia quântica.

O átomo de Bohr é o de Rutherford, acrescentando-se a energia quântica. O que isso significa? Que Bohr também diz que os elétrons giram em torno do núcleo, mas em órbitas quantizadas.

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Os elétrons se comportam de forma estacionária, ou seja, só giram na mesma órbita, de forma fixa e constante, o que o impede de cair.

Modelo Atômico de Schrodinger

Antes de se chegar ao modelo mais atual, o modelo atômico de Schrodinger, Sommerfeld acrescentou um detalhe ao modelo de Rutherford e de Bohr: o fato de que os elétrons não giram em órbitas circulares, mas em órbitas elípticas, alternando momentos em que estão mais próximos do núcleo e outros no qual estão mais afastados. Isso significava que a velocidade deles sofria variação.

De Broglie, por meio da incerteza da velocidade que Werner Heisenberg observou, instaura o modelo que insere a dualidade do elétron, também conhecido como “partícula-onda”. Isso porque, quando o átomo se comporta como partícula, tem a sua trajetória constante, elíptica, quando se comporta como onda, tem um movimento ondulatório.

Finalmente, Schrodinger, após inúmeros cálculos, colocou em desuso a ideia de órbitas ao redor do núcleo atômico. A região na qual os elétrons se encontram se assemelharia mais a nuvens eletrônicas. Desde 1923, esse é o modelo atômico vigente.

A divisibilidade da matéria e tudo que inclui o estudo dos átomos fascina os cientistas até hoje. O que tem a denominação de “indivisível” já passou por diversos modelos e você precisa conhecer todos eles para se dar bem no Enem e em outros vestibulares.

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Qual a diferença entre o modelo atómico proposto Thomson e o de Rutherford?

Qual a diferença do modelo padrão para o modelo de Rutherford?