Um grande passo para o desenvolvimento da Química, foi a evolução dos modelos que explicam a estrutura atômica.
Entre os filósofos gregos que levantaram hipóteses para explicar a estrutura da matéria estão Demócrito e Leucipo que, em meados de 450 a.C., defendiam que tudo seria formado por pequenas partículas indivisíveis, que eles denominaram de átomos. Essa palavra vem do grego a, que significa “não”, e tomo, “parte”, ou seja, “sem partes” ou “indivisível”. Isso significa que se fôssemos dividindo sucessivamente um corpo, chegaríamos num momento em que isso não seria mais possível, porque chegaríamos à menor parte que compõe a matéria.
No entanto, estas ideias não foram bem aceitas pelos filósofos da época, sendo substituídas por aquelas sustentadas por Aristóteles e que perduraram por séculos à frente.
Somente no século XIX a investigação sobre a estrutura da matéria e, por conseguinte sobre os átomos foram retomadas. Embora algumas ideias não estivessem totalmente corretas, todas as contribuições dadas foram importantes, pois foi a partir delas que o entendimento foi se aprimorando.
Todos os cientistas que se dedicaram ao tema elaboram um modelo atômico, ou seja, uma representação que não corresponde exatamente à realidade, mas que serve para explicar o comportamento do átomo. Cabe salientar que por meio destes modelos foi possível conhecer o funcionamento do átomo, suas propriedades e características.
Os principais modelos atômicos:
Modelo de Dalton
O químico inglês, John Dalton (1766-1844), retomou as ideias de Leucipo e Demócrito e, baseando-se em leis já comprovadas experimentalmente, como as Leis Ponderais, ele propôs resumidamente que o átomo seria parecido com uma bola de bilhar, isto é, esférico, maciço e indivisível.
Modelo de Thomson
A natureza elétrica da matéria já era bem conhecida, por exemplo, há 2500 anos, na Grécia antiga, o filósofo Tales de Mileto já havia mostrado que quando atritamos âmbar com um pedaço de lã, ele passa a atrair objetos leves. Porém, o modelo atômico de Dalton não explicava esse fato: como a matéria neutra podia ficar elétrica.
Assim, em 1897, o físico inglês, Joseph John Thomson (1856-1940), passou a trabalhar com a ampola de Crookes, ou seja, um tubo, onde gases eram submetidos a voltagens elevadíssimas, produzindo raios catódicos. Quando se colocava um campo elétrico externo, esses raios se desviavam em direção à placa positiva, o que significava que o átomo teria partículas negativas, que foram denominadas como elétrons.
No entanto, como a natureza da matéria é neutra, uma explicação razoável seria de que haveria uma parte positiva que neutralizaria os elétrons. Com base nesse raciocínio, em 1903, Thomson modificou o modelo de Dalton, pois acreditava que o átomo não seria maciço nem indivisível. Deste modo, propôs: O átomo é uma esfera de carga elétrica positiva, não maciça, incrustada de elétrons (partículas negativas), de modo que sua carga total seja nula. Esse modelo foi comparado a um “pudim de passas”.
No entanto, como a natureza da matéria é neutra, uma explicação razoável seria de que haveria uma parte positiva que neutralizaria os elétrons. Com base nesse raciocínio, em 1903, Thomson modificou o modelo de Dalton, pois acreditava que o átomo não seria maciço nem indivisível. Deste modo, propôs: O átomo é uma esfera de carga elétrica positiva, não maciça, incrustada de elétrons (partículas negativas), de modo que sua carga total seja nula. Esse modelo foi comparado a um “pudim de passas”.
Modelo de Rutherford
Em 1911, o físico neozelandês, Ernest Rutherford (1871-1937), realizou um experimento, no qual ele bombardeou uma finíssima lâmina de ouro com partículas alfa, vindas do polônio radioativo. Ele observou que a maioria das partículas atravessava a folha, o que significava que o átomo deveria ter imensos espaços vazios. Algumas partículas eram rebatidas, o que seria explicado, se o átomo tivesse um núcleo pequeno e denso e, por fim, algumas partículas alfa sofriam um desvio em sua trajetória, o que significava que o núcleo seria positivo, pois as partículas alfa eram positivas e eram repelidas ao passar perto do núcleo.
Com isso, o modelo atômico de Rutherford defendeu que: O átomo seria composto por um núcleo muito pequeno e de carga elétrica positiva, que seria equilibrado por elétrons (partículas negativas), que ficavam girando ao redor do núcleo, numa região periférica denominada eletrosfera.
O átomo seria semelhante ao sistema solar, em que o núcleo representaria o Sol e os elétrons girando ao redor do núcleo seriam os planetas.
Em 1904, Rutherford descobriu que na verdade o núcleo era composto por partículas positivas denominadas prótons.
Em 1932, Chadwick descobriu que havia também partículas neutras no núcleo que ajudavam a diminuir a repulsão entre os prótons.
Em 1932, Chadwick descobriu que havia também partículas neutras no núcleo que ajudavam a diminuir a repulsão entre os prótons.
Modelo de Rutherford-Bohr
O estudo dos espectros eletromagnéticos dos elementos pelo físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962) permitiu adicionar algumas observações ao modelo de Rutherford, por isso, o seu modelo passou a ser conhecido como modelo atômico de Rutherford-Bohr, que por sua vez passou a reconhecer que: Só é permitido ao elétron ocupar níveis energéticos nos quais ele se apresenta com valores de energia múltiplos inteiros de um fóton.
É importante ressaltar que as ideias sobre o que compõe o átomo continuam progredindo e existem outros modelos atômicos mais modernos. Entretanto, o modelo de Rutherford-Bohr explica a grande maioria dos comportamentos do átomo estudados no Ensino Médio.
