O documento descreve a evolução do modelo atômico ao longo da história, começando pelos filósofos gregos antigos como Demócrito que postularam a existência de átomos. Posteriormente, cientistas como Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr desenvolveram modelos atômicos mais detalhados com base em novas evidências experimentais. O modelo atômico atual é baseado na mecânica quântica e vê os elétrons como probabilidade de ocupação de orbitais ao redor do núcleo.

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Os atomistas na Grécia antiga
A teoria atomista foi desenvolvida no século V a.C. por Leucipo de
Mileto e pelo seu discípulo Demócrito de Abdera que conciliou as constantes
mudanças postuladas por Heráclito com a unidade e imutabilidade do ser
propostas por Parménides
Demócrito postulava que a realidade se compõe de partículas
indivisíveis ou "átomos" de natureza idêntica e do vácuo ou não-ente e que
estes existem desde a eternidade em mútua interacção dando origem ao
movimento.
Segundo Demócrito, os átomos por si só apresentam as propriedades
de tamanho, forma, impenetrabilidade e movimento, dando lugar, por meio
de choques entre si, a corpos visíveis. Além disso, ao contrário dos corpos
macroscópicos, os átomos não podem interpenetrar-se nem dividir-se, sendo
as mudanças observadas em certos fenómenos químicos e físicos atribuídas
pelos atomistas gregos a associações e dissociações de átomos. Nesse
sentido, o sabor salgado dos alimentos era explicado pela disposição
irregular de átomos grandes e pontiagudos.
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O modelo de Dalton
O professor da universidade inglesa New College de
Manchester, John Dalton (1766 - 1844) foi o criador da
primeira teoria atómica moderna na passagem do século
XVIII para o século XIX.
Dalton é bastante lembrado pela famosa Lei de
Dalton, a lei das pressões parciais e pelo daltonismo, o nome que se dá à
incapacidade de distinguir as cores, assunto que ele estudou e mal de que
sofria.
Em 1803 Dalton publicou o trabalho “Absorption of Gases by Water
and Other Liquids”, (Absorção de gases pela água e outros líquidos), neste
delineou os princípios de seu modelo atómico.
Segundo Dalton:
• Átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes
entre si.
• Átomos de um mesmo elemento possuem propriedades iguais e de
peso invariável.
• Átomos são partículas reais, indivisíveis e descontínuas formadoras
da matéria.
• Nas reacções químicas, os átomos permanecem inalterados.
• Na formação dos compostos, os átomos entram em proporções
numéricas fixas 1:1, 1:2, 1:3, 2:3, 2:5 ,etc.
• O peso total de um composto é igual à soma dos pesos dos átomos dos
elementos que o constituem.
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Em 1808, Dalton propôs a teoria do modelo atómico, onde o átomo é uma
minúscula esfera maciça, impenetrável, indestrutível e indivisível. Todos os
átomos de um mesmo elemento químico são idênticos. O seu modelo atómico
foi apelidado de "modelo atómico da bola de bilhar".
Modelo Atómico de Bola de
Bilhar
Em 1810 foi publicada a obra New System of Chemical Philosophy
(Novo sistema de filosofia química), nesse trabalho, haviam teses que
provavam suas observações, como a lei das pressões parciais, chamada de
Lei de Dalton, entre outras relativas à constituição da matéria.
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O modelo de Thomson
Em 1897, Joseph John Thomson formulou a
teoria segundo a qual a matéria, independente das
suas propriedades, contém partículas de massa
muito menores que o átomo do hidrogênio.
Inicialmente denominou-as de corpúsculos, depois
conhecidas como electrões.
A demonstração deu-se ao comprovar a existência daqueles
corpúsculos nos raios catódicos disparados na ampola de crookes (um tubo
que continha vácuo) depois da passagem da corrente eléctrica. Através de
suas experiências, Thomson concluiu que a matéria era formada por um
modelo atómico diferente do modelo atómico de Dalton: uma esfera de
carga positiva continha corpúsculos (electrões) de carga negativa
distribuídos uniformemente à semelhança de um pudim de passas.
O "modelo atómico do pudim com passas", substituiu então ao "modelo da
bola de bilhar", mas não eliminou totalmente as deduções de Dalton, apenas
foram acrescentadas mais informações. Grande parte das teorias de
Thomsom está na sua obra “Conduction of Electricity Through Gases”
(1903; Condução de electricidade através dos gases).
Modelo Atómico de Pudim de Passas
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O modelo de Rutherford
Ernest Rutherford (1871 - 1937) foi premiado
com o Prêmio Nobel da Química em 1908 pelas suas
investigações sobre a desintegração dos elementos e
a química das substâncias radioactivas. Dirigiu o
Laboratório Cavendish desde 1919 até à sua morte.
Pode dizer-se que Rutherford foi o fundador da
Física Nuclear. Distinguiu os raios alfa e beta e introduziu o conceito de
núcleo atómico.
Bombardeando uma chapa metálica com partículas alfa, Rutherford
percebeu que apenas uma pequena fracção dessas sofria desvio de
trajectória, com isto concluiu que as partículas que não se desviavam não
encontravam no metal obstáculo que causasse a deflexão de sua trajectória.
Desta forma criou um modelo atómico no qual os electrões giravam em torno
do núcleo atómico, que considerou a região central do átomo onde havia a
maior parte da massa atómica.
O modelo se baseava em órbitas electrónicas, isto é comparáveis à um
sistema planetário, Rutherford chegou à conclusão que a maior parte do
átomo se encontra vazia, estando
praticamente a totalidade de sua massa no
núcleo, este sendo em torno de dez mil
vezes menor que o átomo.
Modelo Planetário do Átomo
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O modelo de Bohr
A teoria orbital de Rutherford encontrou uma
dificuldade teórica resolvida por Niels Bohr: no
momento em que temos uma carga eléctrica negativa
composta pelos electrões girando ao redor de um
núcleo de carga positiva, este movimento gera uma
perda de energia devido a emissão de radiação
constante. Num dado momento, os electrões deveriam se aproximar do
núcleo num movimento em espiral até cair sobre ele.
Em 1911, Niels Bohr publicou uma tese que demonstrava o
comportamento electrónico dos metais. Na mesma época, foi trabalhar com
Ernest Rutherford em Manchester, Inglaterra. Lá obteve os dados precisos
do modelo atómico, que iriam lhe ajudar posteriormente.
Em 1913, observando as dificuldades do modelo de Rutherford, Bohr
intensificou as suas pesquisas visando uma solução teórica.
Em 1916, Niels Bohr retornou para Copenhague para actuar como
professor de física. Continuando as suas pesquisas sobre o modelo atómico
de Rutherford.
Em 1920, nomeado director do Instituto de Física Teórica, Bohr
acabou desenvolvendo um modelo atómico que unificava a teoria atómica de
Rutherford e a teoria da mecânica quântica de Max Planck.
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A sua teoria consistia que ao girar em torno de um núcleo central, os
electrões deveriam girar em órbitas específicas com níveis energéticos bem
definidos. Que poderia haver a emissão ou absorção de pacotes discretos
de energia chamados de quanta ao mudar de órbita.
Realizando estudos nos elementos químicos com mais de dois
electrões, concluiu que se tratava de uma organização bem definida em
camadas. Descobriu ainda que as propriedades químicas dos elementos eram
determinadas pela camada mais externa.
Bohr expôs o princípio da complementaridade, segundo o qual um
fenómeno físico deve ser observado a partir de dois pontos de vista
diferentes e não excludentes. Observou que existiam contradições onde
poderia haver o comportamento de onda e de partícula dos electrões,
dependendo do ponto de vista.
Essa teoria acabou por se transformar na hipótese proposta por Louis
Broglie (Louis Victor Pierre Raymond, sétimo duque de Broglie) onde todo
corpúsculo atómico pode comportar-se de duas formas, como onda e como
partícula.
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O modelo atómico actual
Erwin Schrodinger, Louis Victor de Broglie e Werner Heisenberg,
reunindo os conhecimentos de seus predecessores e contemporâneos,
acabaram por desenvolver uma nova teoria do modelo atómico, além de
postular uma nova visão, chamada de mecânica ondulatória.
Fundamentada na hipótese proposta por Broglie onde todo corpúsculo
atómico pode comportar-se como onda e como partícula, Heisenberg, em
1925, postulou o princípio da incerteza.
A ideia de órbita electrónica acabou por ficar desordenada, sendo
substituída pelo conceito de probabilidade de se encontrar num instante
qualquer um dado electrão numa determinada região do espaço.
O átomo deixou de ser indivisível como acreditavam filósofos gregos
antigos. O modelo atómico portanto, passou a constituir-se na verdade, de
uma estrutura complexa.
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• É sabido que os electrões possuem carga negativa, massa muito
pequena e que se movem em órbitas ao redor do núcleo atómico.
• O núcleo atómico é situado no centro do átomo e constituído por
protões que são partículas de carga positiva, cuja massa é
aproximadamente 1.837 vezes superior a massa do electrão, e por
neutrões, partículas sem carga e com massa ligeiramente superior à
dos protões.
• O átomo é electricamente neutro, por possuir números iguais de
electrões e protões.
• O número de protões no átomo chama-se número atómico, este valor
é utilizado para estabelecer o lugar de um determinado elemento na
tabela periódica.
• A tabela periódica é uma ordenação sistemática dos elementos
químicos conhecidos.
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• Cada elemento caracteriza-se por possuir um número de electrões
que se distribuem nos diferentes níveis de energia do átomo
correspondente.
• Os níveis energéticos ou camadas, são denominados pelos símbolos K,
L, M, N, O, P e Q.
• Cada camada possui uma quantidade fixa de electrões. A camada mais
próxima do núcleo K, comporta somente dois electrões; a camada L,
imediatamente posterior, oito, e assim sucessivamente.
• Os electrões da última camada (mais afastados do núcleo) são
responsáveis pelo comportamento químico do elemento, por isso são
denominados electrões de valência.
• O número de massa é equivalente à soma do número de protões e
neutrões presentes no núcleo.
• O átomo pode perder electrões, carregando-se positivamente, é
chamado de ião positivo (catião).
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• Ao receber electrões, o átomo torna-se negativo, sendo chamado ião
negativo (anião).
• O deslocamento dos electrões provoca uma corrente eléctrica, que dá
origem a todos os fenómenos relacionados à electricidade e ao
magnetismo.
• No núcleo do átomo existem duas forças de interacção a chamada
interacção nuclear forte, responsável pela coesão do núcleo, e a
interacção nuclear fraca, ou força forte e força fraca
respectivamente.
• As forças de interacção nuclear são responsáveis pelo
comportamento do átomo quase na sua totalidade.
• As propriedades físico-químicas de um determinado elemento são
predominantemente dadas pela sua configuração electrónica,
principalmente pela estrutura da última camada, ou camada de
valência.
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• As propriedades que são atribuídas aos elementos na tabela, se
repetem ciclicamente, por isso denominou-se como tabela periódica
dos elementos.
• Os isótopos são átomos de um mesmo elemento com mesmo número
de protões, mas quantidades diferentes de neutrões.
• Os isótonos são átomos que possuem o mesmo número de neutrões
• Os Isóbaros são átomos que possuem o número de massa
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13. Escola E.B 2,3 de Paços de Ferreira
• Através da radioactividade alguns átomos atuam como emissores de radiação
nuclear, esta constituem a base do uso da energia atómica.
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