O documento descreve a estrutura do átomo, desde as descobertas iniciais até o modelo atômico moderno. Explica que os átomos são compostos por elétrons, prótons e nêutrons, e que a mecânica quântica revelou como essas partículas estão organizadas no núcleo e nos orbitais atômicos. Também discute como as pesquisas em química, eletromagnetismo e radioatividade levaram à compreensão moderna da estrutura atômica.

1. Como os átomos funcionam. Como os átomos funcionam. Diz-se que durante o século XX, o homem descobriu o poder do átomo. Nós produzimos bombas atômicas e eletricidade através da força nuclear. Nós dividimos o átomo até mesmo em pedaços menores chamados partículas subatômicas. Mas o que exatamente um átomo é? Do que é feito? Com o que se parece? A pesquisa da estrutura do átomo em muitos áreas, como da química e da física, produziu uma das maiores contribuições à ciência moderna. Nesta edição, nós seguiremos esta história fascinante de como as descobertas em vários campos da ciência mudou nossa visão moderna do átomo. Nós olharemos as conseqüências do conhecimento da estrutura do átomo e como esta estrutura nos conduziu a novas tecnologias.

5. Como os átomos funcionam. Conceito do Átomo 1. Pegue uma pilha de clipes (todo o mesmo tamanho e cor). 2. Divida a pilha em duas pilhas iguais. 3. Divida cada das pilhas menores em duas pilhas iguais. 4. Repita passo 3 até que você tenha uma pilha que contenha apenas um clipe. Aquele clipe ainda faz o trabalho de um clipe, i.e., une documentos soltos). 5. Agora, pegue um par de tesouras e corte pela metade aquele clipe. A metade do clipe de papel pode fazer o mesmo trabalho como o único clipe de papel ? Se você fizer a mesma coisa com qualquer elemento, você alcançará uma parte indivisível que tem as mesmas propriedades do elemento, como o único clipe de papel. Esta parte indivisível é chamada átomo. A idéia do átomo foi inventada primeiro por Democritus em 530 A.C. Em 1808, o professor inglês e cientista John Dalton propôs a teoria atômica moderna.

6. Como os átomos funcionam. A teoria atômica moderna simplesmente estabelece o seguinte: Todo elemento é feito de átomos - pilhas de clipes. · Todos os átomos de qualquer elemento são os mesmos - todo os clipes na pilha tem o mesmo tamanho e cor. · Os átomos de elementos diferentes são diferentes (tamanho, propriedades) - tal qual os tamanhos diferentes e cores dos clipes. · Os átomos de elementos diferentes podem se combinar para formar compostos - podemos conectar diferentes cores e tamanhos de clipes para criar novas estruturas · Nas reações químicas, não são criados átomos, nem destruídos ou mudados - nenhum clipe novo aparece, nenhum clipe se perde e nenhum clipe mudou de tamanho ou cor. · Em qualquer composto ou combinação, o número e tipos de átomos permanecem os mesmos, o número total e tipos de clipes de papel com os quais você começou são os mesmos quando você terminou. A teoria atômica de Dalton formou a base da química naquele momento. Dalton pressentiu os átomos como minúsculas esferas com ganchos sobre elas.

8. Como os átomos funcionam. Avagadro disse que à mesma temperatura e pressão, volumes iguais de gases tinham o mesmo número de moléculas. Assim, pesando os volumes dos gases, ele pode determinar as relações das massas atômicas. Por exemplo, um litro de oxigênio pesa 16 vezes mais que um litro de hidrogênio, assim um átomo de oxigênio deve ser 16 vezes a massa de um átomo de hidrogênio. Trabalhos deste tipo resultaram em uma escala de massa relativa dos elementos que se relacionavam ao carbono, escolhido como o padrão 12.. Uma vez que a escala de massa relativa foi criada, experiências mais recentes puderam relacionar a massa em gramas de uma substância com o número de átomos e a unidade de massa atômica (amu) foi descoberta; 1 amu ou 1 Dalton é igual a 1.66 x 10-24 gramas. Neste momento, os químicos descobriram as massas atômicas dos elementos e as suas propriedades químicas, e um fenômeno surpreendente surgiu. As propriedades dos elementos mostraram um padrão repetitivo Na ocasião em que as massas atômicas foram descobertas, um químico russo de nome Dimitri Mendeleev estava escrevendo um livro. No livro, ele começou a organizar os elementos em termos das suas propriedades colocando os elementos e as massas atômicas recentemente descobertas em cartões.

9. Como os átomos funcionam. Ele organizou os elementos aumentando a massa atômica e notou que elementos com propriedades semelhantes apareciam em intervalos regulares ou periódicos. A tabela de Mendeleev tinha dois problemas: · Havia alguns buracos ou vazios na sua tabela periódica. · Ao serem agrupados pelas propriedades, a maioria dos elementos tinha massas atômicas crescentes, mas alguns estavam fora de ordem. Para explicar os buracos, Mendeleev disse que os buracos eram devidos a elementos ainda não descobertos. De fato, a tabela predisse a existência do galium e germânio que foram descobertos depois. Porém, Mendeleev nunca pôde explicar por que alguns dos elementos estavam fora de ordem ou por que os elementos deveriam mostrar este comportamento periódico. Isto teve que esperar até que nós soubéssemos mais sobre a estrutura do átomo. Vejamos como nós descobrimos o interior do átomo.

11. Como os átomos funcionam. Química e Eletromagnetismo: descobrindo o Elétron No final do século XIX, os químicos e físicos estavam estudando a relação entre eletricidade e matéria. Eles estavam passando correntes elétricas de alta voltagem por tubos de vidro cheios de gás à baixa pressão (mercúrio, néon, xenônio) muitas iguais as luzes de néon. A corrente elétrica era levada de um eletrodo (cátodo) através do gás para o outro eletrodo (ânodo) por um feixe chamados raios catódicos. Em 1897, físico britânico, J. J. Thomson fez uma série de experiências com os seguintes resultados: · Ele descobriu que se o tubo fosse colocado dentro de um campo elétrico ou magnético, então os raios catódicos poderiam ser inclinados ou poderiam ser movidos, é assim que o tubo de raio catódicos (CRT) da sua televisão funciona. · Aplicando apenas um campo elétrico, apenas um campo magnético ou ambos combinados Thomson pode medir a relação da carga elétrica da massa dos raios catódicos. Ele descobriu que um mesmo índice de carga elétrica da massa dos raios catódicos era encontrado, independente do material dentro do tubo ou do material do cátodo.