A Evolução do Átomo e Suas Partículas Subatômicas

A Evolução Histórica do Átomo

Concepções Iniciais: Leucipo e Demócrito (Século V a.C.)

Leucipo e seu discípulo Demócrito defenderam a ideia de que a matéria consiste em partículas minúsculas chamadas átomos, que significam "indivisíveis". Essas ideias opunham-se a um dos maiores pensadores da época, Aristóteles. Foi só depois de dois milênios que a ideia do átomo como um componente fundamental da matéria foi retomada.

A Teoria Atômica de John Dalton (1808)

John Dalton propôs a teoria atômica, na qual resgata e valoriza o termo científico "átomo". De acordo com Dalton, o átomo tinha massa e forma esférica. Os princípios básicos dessa teoria são:

1. A matéria consiste em partículas indivisíveis e indestrutíveis: os átomos.
2. Todos os átomos de um elemento são idênticos.
3. Átomos de elementos diferentes têm massas e propriedades diferentes.
4. Átomos não são criados nem destruídos; em uma reação química, ocorre apenas a redistribuição dos átomos.
5. Átomos em substâncias compostas são formados por uma união de átomos de diferentes elementos: eles são "átomos compostos".

A aceitabilidade e o impacto desta teoria estavam ligados ao fato de que ela podia explicar fatos experimentais, o que permitiu a formulação da lei da conservação da massa.

A Contribuição de Avogadro (1811)

Avogadro publicou um artigo que complementava a Teoria Atômica de Dalton. Avogadro assumiu que as partículas constituintes das substâncias não eram átomos individuais, mas uma combinação de um número inteiro deles. Esses aglomerados de átomos, ele chamou de moléculas. Esta descoberta levou ao nascimento da teoria atômico-molecular.

A Descoberta do Elétron por Thomson (1897)

Thomson descobriu o elétron. O modelo atômico proposto por ele foi chamado de "modelo do pudim de passas".

O Modelo Atômico de Rutherford (1900)

Rutherford assumiu que a matéria não estava distribuída uniformemente dentro dos átomos, mas que a maior parte da massa e toda a carga positiva estavam concentradas em uma área central, que ele chamou de núcleo. Ele propôs o primeiro modelo do átomo nuclear, no qual argumentava a existência de um núcleo carregado positivamente e de tamanho muito pequeno. Fora do núcleo, ele colocou os elétrons girando em órbitas circulares. No entanto, este modelo não foi convincente porque contradizia as leis da física clássica.

O Modelo Atômico de Bohr (1913)

Bohr desenvolveu um modelo atômico com o qual resolveu o problema do modelo de Rutherford, mantendo a ideia de que os núcleos são carregados positivamente. Bohr propôs que os elétrons giram em órbitas, e embora descrevendo-as, nem todas são estáveis, mas apenas um certo número delas. Cada elétron gira a uma determinada distância do núcleo, relacionada com a energia que possui.

Partículas Subatômicas Fundamentais

Experimentos mostraram que o átomo não era o constituinte mais elementar, mas, por sua vez, era composto de partículas menores chamadas subatômicas.

O Elétron

Foi a primeira partícula a ser identificada como um componente subatômico. No final do século XIX, Thomson confirmou a existência de partículas com carga elétrica negativa, que foram chamadas de elétrons.

O Próton

Rutherford, em 1919, confirmou a existência dessa partícula com carga positiva como componente de todos os átomos e a chamou de próton.

O Nêutron

Em 1932, Chadwick provou a natureza dessa radiação, descrevendo-a como um feixe de partículas neutras, ou seja, sem carga elétrica, com massa semelhante à do próton, as quais chamou de nêutrons.

Número Atômico (Z)

É representado pela letra Z e é colocado na parte inferior esquerda do símbolo do elemento. Indica o número de prótons.

Número de Massa (A)

É representada pela letra A e é colocada no canto superior esquerdo do símbolo do elemento. Indica o número de prótons e nêutrons.

Isótopos

São átomos do mesmo elemento que possuem diferentes números de nêutrons; portanto, têm o mesmo número atômico e números de massa diferentes.

Íons

São átomos que são eletricamente carregados e são formados por perda ou ganho de elétrons. Perda de elétrons: cátion (+). Ganho de elétrons: ânion (-).

Partículas e Ondas: Uma Dualidade

Partículas: São encontradas em uma região específica do espaço e podem se mover de um lugar para outro. Podem ser descritas em termos de posição e velocidade.

Ondas: Também se movem de um lugar para outro, mas não são encontradas em qualquer ponto específico.

O Modelo Atômico Atual

Em 1927, Heisenberg formulou uma das leis mais famosas da mecânica quântica: o princípio da incerteza. De acordo com suas ideias, enquanto os elétrons se movem em alta velocidade sem emissão ou absorção de energia, não podemos falar de órbitas definidas. Só é possível estabelecer as áreas onde há uma alta probabilidade de que eles estejam se movendo ao redor do núcleo. Como se pode falar em termos probabilísticos da posição de um elétron na área extranuclear, geralmente é representado com um diagrama de pontos ou um "borrão" eletrônico.