Toda a matéria é feita de átomos. Isto é algo que nós agora tomamos como um dado adquirido, e uma das coisas que você aprende logo no início do ensino médio ou do ensino secundário aulas de química. Apesar disso, as nossas ideias sobre o que é um átomo são surpreendentemente recentes.: há cem anos, os cientistas ainda debatiam como era um átomo. Este gráfico dá uma olhada nos modelos-chave propostos para o átomo, e como eles mudaram ao longo do tempo.embora o nosso gráfico comece no século XIX, a ideia dos átomos já existia muito antes. Na verdade, temos de voltar para a Grécia antiga para encontrar a sua génese. A palavra “átomo” na verdade vem do grego antigo e traduz-se grosseiramente como “indivisível”. A teoria grega antiga tem sido creditada a vários estudiosos diferentes, mas é mais frequentemente atribuída a Demócrito (460-370 A. C.) e seu mentor Leucipo . Embora as suas ideias sobre átomos fossem rudimentares em comparação com os nossos conceitos de hoje, delinearam a ideia de que tudo é feito de átomos, esferas invisíveis e indivisíveis de matéria de tipo e número infinito.

estes estudiosos imaginaram os átomos como variando em forma, dependendo do tipo de átomo. Eles consideravam os átomos de ferro como tendo ganchos que os fechavam juntos, explicando por que o ferro era um sólido à temperatura ambiente. Átomos de água eram lisos e escorregadios, explicando por que a água era um líquido à temperatura ambiente e poderia ser derramado. Embora saibamos agora que não é esse o caso, as suas ideias lançaram as bases para futuros modelos atómicos.

foi uma longa espera, no entanto,antes que estas fundações foram construídas. Foi só em 1803 que o químico Inglês John Dalton começou a desenvolver uma definição mais científica do átomo. Ele baseou-se nas ideias dos antigos gregos ao descrever os átomos como pequenas esferas duras que são indivisíveis, e que os átomos de um dado elemento são idênticos um ao outro. O último ponto é um que ainda se mantém verdadeiro, com a notável exceção sendo isótopos de diferentes elementos, que diferem em seu número de nêutrons. No entanto, uma vez que o neutrão só seria descoberto em 1932, podemos perdoar o Dalton por este descuido. He also came up with theories about how atoms combine to make compounds, and also came up with the first set of chemical symbols for the known elements.a descrição de Dalton da teoria atômica foi um começo, mas ainda não nos falou muito sobre a natureza dos átomos em si. O que se seguiu foi outra calmaria mais Curta onde o nosso conhecimento dos átomos não progrediu muito. Houve algumas tentativas de definir o que os átomos poderiam parecer, como a sugestão de Lord Kelvin de que eles poderiam ter uma estrutura tipo vórtice, mas só depois da virada do século XX é que o progresso na elucidação da estrutura atômica realmente começou a pegar.

A primeira descoberta veio no final de 1800, quando o físico Inglês Joseph John Thomson descobriu que o átomo não era tão indivisível como anteriormente alegado. Ele realizou experiências com os raios catódicos produzidos em um tubo de descarga, e descobriu que os raios foram atraídos pela carga positiva placas de metal, mas repelido pela carga negativa queridos. Daí deduziu que os raios devem ser carregados negativamente.ao medir a carga sobre as partículas nos raios, ele foi capaz de deduzir que elas eram duas mil vezes mais leves que o hidrogênio, e ao mudar o metal que o cátodo foi feito a partir de ele poderia dizer que essas partículas estavam presentes em muitos tipos de átomos. Ele tinha descoberto o elétron (embora ele se referisse a ele como um “corpúsculo”), e mostrou que os átomos não eram indivisíveis, mas tinham partes constituintes menores. Esta descoberta lhe renderia um Prêmio Nobel em 1906.

In 1904, he put forward his model of the atom based on his findings. Apelidado de “o modelo de Pudim De Ameixa” (embora não pelo próprio Thomson), ele encarava o átomo como uma esfera de carga positiva, com elétrons pontilhados por todo o lado como ameixas em um pudim. Os cientistas começaram a olhar para as entranhas do átomo, mas o modelo de Thomson não iria ficar por muito tempo – e foi um de seus alunos que forneceu a evidência para consigná-lo à história.Ernest Rutherford foi um físico Neozelandês que estudou na Universidade de Cambridge com Thomson. Foi seu trabalho mais tarde na Universidade de Manchester que iria fornecer mais insights sobre as entranhas de um átomo. Este trabalho veio depois que ele já tinha recebido um Prêmio Nobel em 1908 por suas investigações sobre a química de substâncias radioativas.Rutherford concebeu um experimento para sondar a estrutura atômica que envolvia o disparo de partículas alfa carregadas positivamente em uma fina folha de ouro. As partículas alfa eram tão pequenas que podiam passar através da folha de ouro, e de acordo com o modelo de Thomson que mostrava a carga positiva difusa sobre todo o átomo, o deve fazê-lo com pouca ou nenhuma deflexão. Ao realizar esta experiência, ele esperava ser capaz de confirmar o modelo de Thomson, mas ele acabou fazendo exatamente o oposto.durante a experiência, a maioria das partículas alfa passou pela folha com pouca ou nenhuma deflexão. No entanto, um número muito pequeno de partículas foram desviadas de seus caminhos originais em ângulos muito grandes. Isso foi completamente inesperado; como o próprio Rutherford observou, “foi quase tão incrível como se você tivesse disparado uma concha de 15 polegadas em um pedaço de papel tissue e ele voltou e bateu em você”. A única explicação possível foi que a carga positiva não se espalhou por todo o átomo, mas concentrada num centro pequeno e denso: o núcleo. A maior parte do resto do átomo era simplesmente espaço vazio.a descoberta do núcleo por Rutherford significava que o modelo atômico precisava ser repensado. He proposed a model where the electrons orbit the positively charged nucleus. Enquanto isso foi uma melhoria no modelo de Thomson, ele não explicou o que manteve os elétrons orbitando em vez de simplesmente entrar em espiral no núcleo.

Enter Niels Bohr. Bohr era um físico dinamarquês que começou a tentar resolver os problemas com o modelo de Rutherford. Ele percebeu que a física clássica não podia explicar corretamente o que estava acontecendo no nível atômico.; em vez disso, ele invocou a teoria quântica para tentar explicar o arranjo de elétrons. Seu modelo postulou a existência de níveis de energia ou conchas de elétrons. Os elétrons só podiam ser encontrados nesses níveis de energia específicos; em outras palavras, sua energia era quantizada, e não podia tomar qualquer valor. Os elétrons poderiam mover-se entre esses níveis de energia (referidos por Bohr como “estados estacionários”), mas tiveram que fazê-lo absorvendo ou emitindo energia.a sugestão de Bohr de níveis estáveis de energia abordou o problema dos elétrons em espiral para o núcleo em uma extensão, mas não inteiramente. As razões exatas são um pouco mais complexas do que vamos discutir aqui, porque estamos entrando no complexo mundo da mecânica quântica; e como o próprio Bohr disse, “Se a mecânica quântica não o chocou profundamente, você ainda não entendeu”. Por outras palavras, fica um pouco estranho.o modelo de Bohr não resolveu todos os problemas do modelo atômico. Funcionou bem para átomos de hidrogênio, mas não conseguiu explicar observações de elementos mais pesados. Também viola o princípio da incerteza de Heisenberg, uma das pedras angulares da mecânica quântica, que afirma que não podemos saber tanto a posição exata e momento de um elétron. Ainda assim, este princípio não foi postulado até vários anos depois de Bohr propor seu modelo. Apesar de tudo isso, Bohr’s é provavelmente ainda o modelo do átomo que você está mais familiarizado, uma vez que é muitas vezes o primeiro introduzido durante o ensino médio ou Secundário cursos de química. Ele ainda tem seus usos também; é bastante útil para explicar a ligação química e a reactividade de alguns grupos de elementos a um nível simples.de qualquer forma, o modelo ainda necessitava de refinação. Neste ponto, muitos cientistas estavam investigando e tentando desenvolver o modelo quântico do átomo. O chefe entre eles estava o físico austríaco Erwin Schrödinger, de quem provavelmente já ouviu falar (ele é o cara com o gato e a caixa). In 1926 Schrödinger proposed that, rather than the electrons moving in fixed orbits or shells, the electrons behave as waves. Isso parece um pouco estranho, mas você provavelmente já se lembra que a luz pode se comportar como uma onda e uma partícula (o que é conhecido como uma dualidade onda-partícula), e acontece que os elétrons também podem.Schrödinger resolveu uma série de equações matemáticas para criar um modelo para as distribuições de elétrons em um átomo. Seu modelo mostra o núcleo circundante por nuvens de densidade de elétrons. Estas nuvens são nuvens de probabilidade; embora não saibamos exatamente onde os elétrons estão, sabemos que eles são prováveis de serem encontrados em determinadas regiões do espaço. Estas regiões do espaço são referidas como orbitais de elétrons. Talvez seja compreensível por que as aulas de química do ensino médio não levam em linha reta com este modelo, embora seja o modelo aceito hoje, porque leva um pouco mais de tempo para colocar sua cabeça em torno!

Schrödinger não foi bem a última palavra sobre o átomo. Em 1932, o físico inglês James Chadwick (um estudante de Ernest Rutherford) descobriu a existência do nêutron, completando nossa imagem das partículas subatômicas que compõem um átomo. A história também não termina aí.; os físicos descobriram desde então que os protões e neutrões que compõem o núcleo são eles próprios divisíveis em partículas chamadas quarks – mas isso está além do escopo deste post! De qualquer forma, o átomo nos dá um grande exemplo de como os modelos científicos podem mudar ao longo do tempo, e mostra como novas evidências podem levar a novos modelos.

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