Evolução dos modelos atômicos

Física Moderna
Modelos Atômicos

Ideias iniciais do átomo
Vivemos em um
mundo onde as “coisas” são
macroscópicas, porém o
homem sempre se preocupou
em desvendar outro mundo, o
chamado mundo
microscópico. Para isso, teve
que fazer investigações e
experimentações, além de
criar novas ideias e modelos.
Prof. Marivane Biazus - 2014

Ideias iniciais do átomo
Entre as muitas ideias que surgiram, havia a de que se
dividirmos uma porção qualquer de matéria, poderíamos chegar à sua
unidade fundamental, ou seja, até uma partícula que não poderia ser
mais dividida.
Essas ideias foram especuladas há 2.500 anos, na Grécia
antiga, gerando muita polêmica, como ainda hoje acontece com as
novas teorias.
Foram os gregos que inventaram o termo átomo (a = negação;
tomo = partes, assim não há partes, e, portanto, não é divisível). Essas
ideias filosóficas gregas incitaram o homem a pesquisar a matéria,
mas havia um pequeno problema de época: tudo era feito
filosoficamente, sem provas experimentais, apenas na retórica.

Ideias iniciais do átomo?
As ideias destes filósofos não foram universalmente aceitas.
Aliás, até mais ou menos 1.600, as ideias sobre a continuidade da
matéria eram as mais aceitas.
Após essa data, com o advento do estudo dos gases e,
principalmente, com as ideias do inglês Robert Boyle (1627-1691), o
estudo da natureza corpuscular da matéria evoluiu, sendo
abandonada a ideia de continuidade.
A nova concepção estabeleceu-se definitivamente por volta
de 1803, depois da divulgação da teoria atômica de Dalton.
Da ideia inicial dos gregos até os nossos dias atuais, o
átomo passou por muitas reconstruções e modelos, e a evolução
desses modelos bem como as suas características veremos a seguir.

História e evolução dos modelos
atômicos
Modelo atômico de Dalton (1803)
 Toda matéria é constituída por átomos;
 São esferas maciças, indivisíveis e
neutras;
 Não podem ser criados nem destruídos;
 Os elementos químicos são formados
por átomos simples;
 Os átomos de determinado elemento
são idênticos entre si em tamanho,
forma, massa e demais propriedades;
 Um composto é formado pela
combinação de átomos de dois ou mais
elementos que se unem entre si em
várias proporções simples.
 Cada átomo guarda sua identidade
química.
Bola de
Bilhar

atômicos
Modelo atômico de Thomson (1897)
 Toda matéria é constituída por
átomos;
 Átomos continham partículas de carga
negativa, denominadas elétrons;
 São eletricamente neutros;
 Apresentavam distribuição uniforme,
contínua e esférica de carga positiva;
 O diâmetro do átomo seria da ordem
de 10-10m.
 Ficou conhecido como o Modelo do
Pudim de Passas, no qual as passas
representam os elétrons e a massa do
pudim, a carga elétrica positiva.
Pudim
de
Passas

atômicos
Modelo atômico de Rutherford (1911)
Em 1911 o físico neozelandês
Ernest Rutherford (1871-1937), ganhador do
prêmio Nobel em 1908, fez sua “experiência
de espalhamento de partículas alfa” para
suas novas descobertas sobre a estrutura do
átomo, surgindo daí a base para o modelo
de átomo que estudamos até os dias de
hoje.

atômicos
Em sua experiência, Rutherford
bombardeou uma fina folha de ouro
com partículas alfa (pequenas partículas
radioativas portadoras de carga elétrica
positiva emitidas por alguns átomos
radioativos, como o polônio).
Observou que a maioria atravessou
a lâmina, outras mudaram ligeiramente
de direção e algumas ricochetearam.

atômicos
Conclusão da experiência...
Com isso, Rutherford concluir que o átomo é formado por um
núcleo pequeno que concentra praticamente toda a massa do átomo
(responsável por rebater a pequena porção de partículas) e uma imensa
região praticamente vazia, onde os elétrons orbitam (por isso a maior
parte das partículas atravessam a folha ou eram rebatidas para outras
regiões ao se chocarem com algum elétron.

atômicos
 O átomo não é maciço, mas formado por
uma região central, denominada núcleo;
 Esse núcleo concentra toda a massa do
átomo e é dotado de carga elétrica
positiva (prótons);
 Na região ao redor do núcleo,
denominada de eletrosfera, estão
girando em órbitas circulares os elétrons
(partículas muito mais leves que os
prótons, cerca de 1836 vezes),
neutralizando a carga nuclear.
 O núcleo tem diâmetro da ordem de 10-
13 cm e o diâmetro do átomo é da ordem
de 10-8 cm. Isso significa que o núcleo é
aproximadamente cem mil vezes menor
que o átomo.
Planetário

atômicos
Modelo atômico de Bohr (1913)
Em 1913, o físico dinamarquês Niels
Bohr (1885-1962), ganhador do prêmio
Nobel em 1922, propôs um modelo atômico
explicando a estabilidade do átomo. Este
modelo combinava com os trabalhos de
Planck, Einstein e Rutherford.

atômicos
O modelo atômico de Bohr propõem que:
 Os elétrons se movem em certas orbitas
sem irradiar energia. Essas órbitas foram
chamadas por Bohr de estados
estacionários.
 Um elétron que permanece em um dado
estado estacionário não emite energia,
apresentando assim energia constante;
 A passagem de um elétron de uma órbita
para outra supõe absorção ou emissão de
determinada quantidade de energia,
conforme o elétron se move de uma
posição menos energética para outra mais
energética e vice-versa;

atômicos
O modelo atômico de Bohr propõem
que:
 A energia é absorvida ou liberada na
forma de radiação eletromagnética
e é calculada pela expressão:
ΔE = h.f.
Modelo atômico para o átomo de Bohr
Analisando o modelo de Bohr para o
átomo de hidrogênio, concluímos que o
estado de menor nível de energia
corresponde a n = 1, chamado de
estado fundamental.
Se um elétron receber a energia
adequada, ele passará para um estado
de maior energia, chamado de estado
excitado, mas ficará nesse estado por um
curtíssimo intervalo de tempo;
rapidamente ele emitirá um fóton (onda
eletromagnética) e voltará para o estado
fundamental.

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