A Evolução da Teoria Atômica: Dos Gregos a Rutherford

Primeiras discussões sobre o assunto

Foram os filósofos gregos que começaram a questionar racionalmente a natureza, buscando princípios para explicá-la. Tales de Mileto (séculos V e VI a.C.) postulou que a água era a substância fundamental do universo. Já Empédocles (século V a.C.) argumentou que existiam quatro substâncias básicas: água, ar, fogo e terra, cuja mistura formaria todos os elementos da natureza.

Uma das discussões centrais no mundo antigo era se a matéria era infinitamente divisível (contínua) ou se possuía um limite (discreta). Aqueles que defendiam a existência de um limite, ou partícula fundamental, chamaram-na de átomo (que significa "sem divisão"). Os principais defensores dessa ideia foram Demócrito de Abdera e Leucipo de Mileto (século V a.C.).

Os Atomistas

Leucipo e Demócrito acreditavam que a matéria era discreta e composta por partículas fundamentais minúsculas, indivisíveis e sem estrutura interna.

Postulados da Teoria Atômica

• Toda a matéria é feita de átomos que se movem no vácuo.
• Os átomos são partículas caracterizadas por dureza, forma e tamanho. Qualidades como cor, sabor e temperatura seriam apenas impressões subjetivas.
• A combinação de átomos forma os quatro elementos (água, ar, fogo e terra), que compõem toda a matéria através de ligações.

A Contribuição do Pensamento Científico

As ideias atomistas gregas baseavam-se no pensamento, imaginação e raciocínio. Contudo, faltava o grande pilar da ciência moderna: a experimentação.

Galileu Galilei foi pioneiro ao utilizar o método experimental. Robert Boyle estabeleceu o conceito de elemento químico, sugerindo que o número de elementos era superior a quatro. Posteriormente, John Dalton desenvolveu o primeiro modelo atômico científico (1808):

• Elementos químicos são feitos de partículas minúsculas e indivisíveis.
• Átomos do mesmo elemento são idênticos.
• Átomos de elementos diferentes possuem massas distintas.
• Átomos são indestrutíveis e mantêm sua identidade em reações químicas.
• Átomos são esféricos e combinam-se em relações numéricas simples.

Os Primeiros Experimentos com Partículas Atômicas

I. O Experimento de Thomson

No século XIX, cientistas estudaram "tubos de raios catódicos". Joseph Thomson, em 1897, demonstrou que esses raios eram partículas carregadas negativamente (elétrons). Como a matéria é eletricamente neutra, ele concluiu que deveria haver uma carga positiva compensatória. Seu modelo atômico ficou conhecido como o "pudim de passas".

II. O Experimento de Rutherford

Em 1911, Ernest Rutherford bombardeou uma fina folha de ouro com partículas alfa. Observou que a maioria passava direto, mas algumas eram desviadas ou refletidas. Isso provou que a massa do átomo estava concentrada em um núcleo central muito pequeno e positivo.

Modelo Planetário de Rutherford

Devido aos elétrons orbitarem o núcleo, o modelo de Rutherford é chamado de planetário. Contudo, ele apresentava falhas: segundo a física clássica, elétrons em movimento acelerado deveriam emitir radiação, perder energia e colapsar contra o núcleo, o que não ocorre na realidade.