Evolução do Modelo Atômico (Leis ponderais) Vestibular, - Química

Evolução do modelo atômico

·      Leucipo e Demócrito ( 450 a.C ) :  matéria podia ser dividida em partículas cada vez menores até que chegaria a uma partícula indivisível, denominada átomo. Esse modelo é fundamentado em pensamentos filosóficos.

·        Dalton ? modelo da ?bola de bilhar? ( 1803 ) :  A partir de resultados experimentais propõe um modelo ( científico ) para explicar as leis ponderais das reações químicas. Os principais postulados da Teoria Atômica de Dalton são:

1.      A matéria é formada por partículas extremamente pequenas chamadas átomos;

2.      Os átomos são esferas maciças, indestrutíveis e indivisíveis;

3.      Átomos que apresentam mesmas propriedades (tamanho, massa e forma) constituem um elemento químico;

4.      Átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes;

5.      Os átomos podem se unir entre si formando "átomos compostos" ( moléculas );

6.      Uma reação química nada mais é do que a união e separação de átomos.

Ao supor que a relação numérica entre átomos era a mais simples possível, Dalton    atribuiu à água a fórmula HO e à amônia NH, etc.

A ? Lei de Lavoisier ou Lei da Conservação da Matéria ( 1774 ) : ?Numa reação química realizada em recipiente fechado a massa total antes da transformação (reagentes) é igual à massa total após a transformação (produtos)? ou ?Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma?.

B ? Lei de Proust ou Lei das Proporções Constantes ( 1797 ) :  ?Uma substância pura, qualquer que seja sua origem, é sempre formada pela mesma composição em massa? ou ?A proporção das massas que reagem é sempre constante?.

Exemplo:

Na reação de queima do carvão, observamos que:

O que comprova a Lei de Lavoisier, pela conservação das massas, e a Lei de Proust, pelas iguais proporções em massa.

A descoberta do elétron

Com o aparecimento das ampolas de Crookes ( tubos especiais com as quais consegue-se reduzir a pressão interna até 10^-9 atm ), J. J. Thomson dedicou-se a pesquisar a natureza dos raios catódicos ( feixe que sai do cátodo ), concluindo que:

1.        Os raios catódicos são corpusculares, pois quando interceptam um molinete de mica, este entra em rotação ( fig.1 );

2.       

Fig.1	Fig.2

Os raios são constituídos de partículas com carga elétrica, pois são desviados por um campo elétrico e magnético e, pelo sentido do desvio, as partículas são negativas sendo denominadas de elétrons ( fig.2 );   

3.      Pela medida do desvio dos raios catódicos sob ação de um campo magnético, ele pode determinar a relação e/m entre a carga do elétron (e) e sua massa (m).

·     J. J. Thomson ?  modelo ?pudim de passas? ( 1874 ) : propôs que o átomo seria uma pasta positiva incrustada de elétrons. Portanto o átomo seria divisível em partículas menores.

Em 1886, Goldstein obteve os raios canais, que se propagam em sentido oposto ao dos raios catódicos ( fig.3 ). Experiências posteriores mostram que:

1.        Os raios canais são constituídos por partículas positivas denominadas prótons;

2.        A massa das partículas constituintes dos raios canais é aproximadamente igual à massa das moléculas do gás residual (gás contido no interior da ampola de Goldstein);

3.        Quando o gás residual é o hidrogênio, a massa das partículas dos raios canais é a menor e aproximadamente 1836 vezes maior que a massa do elétron, e a carga dessas partículas é igual à do elétron, com sinal contrário.

Fig.3

Baseado nesses experimentos, Rutherford admitiu que as menores partículas com carga elétrica positiva (denominada prótons) eram as constituintes dos raios canais, quando o gás residual era o hidrogênio.

                                      Experimento de Rutherford

Em 1911, Rutherford fez um experimento em que ?bombardeava? uma fina lâmina de ouro com partículas a (de carga positiva, imitidas de polônio radioativo) e estas incidiam numa chapa fluorescente (ZnS), manchando-a  (fig.4).

                                                                       Fig.4

Nesse experimento, Rutherford observou que:

1.      A maioria das partículas a passavam pela lâmina sem sofrer desvio;

2.      Poucas partículas a retrocediam ou sofriam um pequeno desvio.

Então propôs que:

1.      A lâmina seria formada por minúsculos núcleos, onde estaria concentrada a sua massa, e um grande vazio;

2.      As partículas a que sofriam desvio era porque passavam perto do núcleo e eram repelidas por ele, pois o núcleo e ra positivo e as partículas a também;

3.      As partículas a que vinham na direção do núcleo eram totalmente repelidas e retrocediam.

·                         E. Rutherford ? modelo  ?planetário? ( 1911 ) :  O átomo é formado por um núcleo muito pequeno, de carga positiva, no qual se concentra praticamente toda a massa do átomo. Os elétrons giram ao redor desse núcleo na região denominada eletrosfera, neutralizando a carga positiva.

Logo surgiram dificuldades para a aceitação do modelo de Rutherford: uma carga elétrica em movimento irradia continuamente energia na forma de onda eletromagnética. Assim, o elétron se aproximaria cada vez mais do núcleo e acabaria caindo sobre o ele. Essa dificuldade foi superada com o surgimento do modelo de Bohr.

·                         N. Bohr ? modelo Rutherford ? Bohr ( 1913 ) :  fundamentado na teoria dos quanta de Max Planck, segundo a qual a energia não é emitida de forma contínua, mas em ?blocos?, Bohr estabeleceu:

1.    Ao elétron dentro do átomo são permitidas somente algumas energias fixas;

2.    Quando o elétron apresenta alguma dessas energias permitidas, não irradia energia em seu movimento ao redor do núcleo, permanecendo num estado estacionário de energia;

3.    Os elétrons nos átomos descrevem sempre órbitas circulares ao redor do núcleo, chamadas de camadas ou níveis de energia;

4.    Os elétrons podem saltar de um nível para outro mais externo, desde que absorva uma quantidade bem definida de energia (quantum de energia). Ao voltar ao nível mais interno, o elétron emite um quantum de energia, na forma de onda eletromagnética (fóton);

5.    Cada camada comporta um número máximo de elétrons.

Referências Bibliográficas:

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