A estrutura do átomo

Após Dalton ter apresentado sua teoria atômica, em 1808, que implicava que os átomos eram indivisíveis, maciços (rígidos) e esféricos, inúmeros cientistas passaram a realizar experimentos que demonstraram que os átomos são constituídos por partículas subatômicas. A descoberta das partículas subatômicas O elétron (e)      Em 1897, Joseph John Thomson demonstrou que o átomo não é indivisível, e para isso, utilizou um aparelho chamado tubo de raios catódicos, conforme pode-se visualizar um semelhante na Figura 1.

Figura 1 – Tubo de raios catódicos. (Fonte: USBERCO; SALVADOR, 2002).

     Dentro do tubo de vidro havia uma pequena quantidade de gás e dois eletrodos ligados a uma fonte elétrica externa. Quando o circuito era ligado, surgia um feixe de raios derivados do cátodo (eletrodo negativo), o qual se dirigia para o ânodo (eletrodo positivo). Esses raios eram repelidos na direção do pólo positivo de um campo elétrico.     A partir desse experimento, Thomson concluiu que os raios eram partículas menores que os átomos e apresentavam carga elétrica negativa. Assim, essas partículas foram denominadas elétrons (e).     Thomson então, apresentou um novo modelo, denominado pudim de passas, para o qual afirmou: “O átomo é maciço e constituído por um fluido com carga elétrica positiva, no qual estão dispersos os elétrons”. Como um todo, o átomo seria eletricamente neutro e divisível. A representação do modelo atômico de Thomson pode ser conferida na Figura 2.

Figura 2 – Modelo atômico de Thomson. (Fonte: http://docplayer.com.br/docs-images/27/11438413/images/10-0.jpg).

O próton (p)      Em 1886, o físico alemão Eugen Goldstein, usando um aparelho parecido ao de Thomson, constatou o surgimento de um feixe luminoso no sentido contrário ao dos elétrons. Concluiu então que, os componentes desse feixe deveriam possuir carga elétrica positiva.     Mais tarde, em 1904, Ernest Rutherford, ao realizar o mesmo experimento com o gás Hidrogênio, observou a existência de partículas com carga elétrica positiva ainda menores, as quais ele chamou de prótons (p). A massa de um próton é aproximadamente 1836 vezes maior que a de um elétron. A experiência de Rutherford      A fim de constatar se os átomos eram maciços, Rutherford bombardeou uma finíssima lâmina de ouro (de aproximadamente 0,0001 cm) com pequenas partículas de carga elétrica positiva, denominadas partículas alfa (a), emitidas por um material radioativo, conforme a Figura 3.

Figura 3 – Experiência de Rutherford. (Fonte: http://1.bp.blogspot.com/_nT2uDNto7VM/S7E8RMgp88I/AAAAAAAAAEE/08_z7J9SeOA/s320/experimento_rutherford%282%29.jpg)

     Então, Rutherford teve as seguintes observações e conclusões:

Observação Conclusão
A maior parte das partículas α atravessava a lâmina sem sofrer desvios. A maior parte do átomo deve ser vazio. Nesse espaço (eletrosfera) devem estar localizados os elétrons.
Poucas partículas α não atravessavam a lamina e voltavam. Deve existir no átomo uma pequena região (núcleo) onde está concentrada a sua massa.
Algumas partículas α sofriam desvios de trajetória ao atravessar a lamina. O núcleo do átomo deve ser positivo, o que causa a repulsão das partículas α (positivas)

A comparação do número de partículas a que atravessavam a lâmina com o número de partículas a que voltavam induziu Rutherford a concluir que o raio do átomo é 10 mil vezes maior que o raio do núcleo. Então, Rutherford propôs um novo modelo atômico, semelhante ao sistema solar, representado na Figura 4.

 

Figura 4 – Modelo atômico de Rutherford. (Fonte: USBERCO; SALVADOR, 2002).

O nêutron (n)      Os nêutrons foram descobertos em 1932 por James Chadwick, durante a realização de experiências com material radioativo.     Os nêutrons encontram-se no núcleo do átomo, como pode-se observar na Figura 5, e apresentam massa muito próxima à dos prótons, porém, não possui carga elétrica.  Figura 5 – O átomo e suas partículas. (Fonte: FELTRE, 2004).      Em resumo, a localização, a massa e a carga das partículas do átomo são:

Localização Partícula Massa relativa (u) Carga relativa (uce)
Núcleo Nêutrons

Prótons

1

1

0

+1

Eletrosfera Elétrons 1 / 1836 ≅ 0 -1

ReferênciasFELTRE, R. Química: Química Geral. Vol. 1. 6. ed. São Paulo: Moderna, 2004.USBERCO, J.; SALVADOR, E. Química. Vol. único. 5 ed. reform. São Paulo: Saraiva, 2002.

Estudante de Análise e Desenvolvimento de Sistemas. Atualmente mora em Londrina. É um dos responsáveis pela fundação do EducaHelp, plataforma de desenvolvimento de conteúdos para Pré-Vestibular.
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Lucas Montini

Estudante de Análise e Desenvolvimento de Sistemas. Atualmente mora em Londrina. É um dos responsáveis pela fundação do EducaHelp, plataforma de desenvolvimento de conteúdos para Pré-Vestibular.

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