Olá, neste vídeo vamos construir o mapa mental dos modelos atômicos. Antes de tudo, é muito importante que você tenha em mente que um modelo não é um átomo. Um modelo é apenas uma imagem mental usada para representar o que seria o átomo e não o que ele realmente é.
E isso serve até mesmo para os modelos atuais, por mais complexos que eles sejam. Mas também é verdade que quanto mais evoluímos mais próximo chegamos da realidade. Então, mãos à obra.
O ser humano sempre buscou entender o que é que constitui todas as coisas. As primeiras tentativas de explicar a matéria a nível microscópico sugiram cerca de 500 anos antes de Cristo com Leucipo e Demócrito (500 a. C ).
Eles pensavam, se dividirmos um material sempre a sua metade, numa sequência quase que infinita, uma ora teremos que parar, pois chegaremos a uma partícula que não se pode mais dividir, uma partícula indivisível, cujo nome é átomo. Portanto, átomo significa aquilo que não se pode dividir. Para alguns filósofos, a menor partícula da matéria, o átomo, seria indivisível, invisível, indestrutível e eterna, no entanto toda essa discussão se desenvolvera até àquele momento apenas no campo filosófico, pois não havia comprovações experimentais dessas ideias.
Até surgir o primeiro modelo atômico, tudo isso ficou engavetado por muitos anos, pois foi somente no final do século XVIII, que se iniciou a retomada por compreender a estrutura da matéria, finalmente a Química passou a adquirir o carácter científico. Pode-se dizer que esse foi o nascimento da química. Isto é, as ideias passaram a ser fundamentadas em evidências, sobretudo porque dois grandes experimentalistas, Proust e Lavoisier, enunciaram as leis ponderais a partir de seus experimentos os quais se baseiam a lei de conservação das massas e as proporções definidas.
Essas leis permitiam compreender que a matéria não poderia ser criada nem destruída, apenas transformada. Por exemplo, 18 gramas de reagentes tem que formar 18 gramas de produtos, pois a matéria não pode ser criada nem destruída. Nessas transformações, as substâncias químicas obedecem de certa forma uma proporção constante ou definida.
Por exemplo, para formar uma molécula de água, são necessários sempre dois átomos de hidrogênio para um de oxigênio. A proporção é 2:1 sempre. Por isso, a fórmula da água é H2O.
Se ela se altera, a substância química também se altera. Isto é, a proporção dos elementos nas substâncias químicas seguem uma proporção definida. Note que a água e o peróxido de hidrogênio possuem fórmulas bem parecidas, mas não são a mesma coisa.
Essas conclusões advinham de experimentos e de certa maneira dava uma ideia de como seria a menor estrutura da matéria. Elas serviram de base para elaboração do primeiro modelo atômico, o modelo de Dalton, que foi enunciado em 1803. Para ele, o átomo seria uma esfera muito pequena, dura e maciça, tipo, sei lá, uma bola de bilhar.
Mas se Leucipo e Demócrito já falaram a mesmíssima coisa a mais de 2 mil anos antes. Qual seria a diferença? A diferença é que os Filósofos tiraram essas informações da imaginação, sem qualquer embasamento científico.
Já Dalton, embora tenha conclusões parecidas, propôs o seu modelo com base em resultados experimentais que advinham das leis ponderais de Proust e Lavoisier. Daí a sua importância para a ciência. O próximo modelo que ganhou notoriedade foi descrito John Thomson, o cavaleiro da rainha, em 1898.
Nas experiências com tubos de raios catódicos, Thomson conseguiu provar a existência dos elétrons, o que refutava a teoria de Dalton, pois já que o átomo tinha elétrons que descolava na forma de raios, os chamados raios catódicos, indivisível o átomo não poderia ser. E indestrutível ele não era. Daí Thomson sugeriu que o átomo seria uma esfera não maciça, dotada de carga positiva com elétrons incrustados para balancear as cargas, de um jeito mais ou menos uniforme.
Algo tipo um Pudim de Passas. Alguns anos depois, em 1911, E. Rutherford, descobriu que a estrutura do átomo deveria ser um pouco diferente do que Thomson havia previsto por meio de um experimento com folhas de ouro.
Nele, Rutherford esperava que as partículas tivessem um espalhamento uniforme, pois a distribuição de cargas do modelo de Thomson era,. . advinha?
uniforme. Mas esse espalhamento se concentrava mais em algumas regiões do que outras. Ele seguia um padrão que mostrava que o átomo na verdade seria formado por duas regiões.
Um núcleo denso de carga positiva e uma eletrosfera com elétrons girando como se estivessem em órbitas. Algo parecido com o sistema solar, onde o sol seria o núcleo e os planetas os elétrons, daí o nome, modelo planetário. Embora lindo, esse modelo estava em conflito com a física clássica, pois qualquer partícula em movimento deveria perder energia, o que levaria o elétron a colapsar no núcleo.
Ele precisou ser reformulado. Isso aconteceu em 1913, o físico, Niels Bohr, baseado na teoria quântica de Max Planck o nos espectros de linhas de alguns elementos, postulou que elétrons deveriam circular em órbitas estacionárias, com energia constante e quantizada, por isso ele não colapsava no núcleo. As órbitas nas quais os elétrons giravam foram denominadas níveis de energia, representadas pela letra n, ou camadas eletrônicas, como preferir.
O que foi uma festa, pois o entendimento da excitação eletrônica já dava até pra explicar os fogos de artifício, imaginem só. Em 1915, Arnold Sommerfeld sugeriu a existência de subníveis de energia, o que seria na verdade mais um número quântico, representado pela letra l, que advinha dos desdobramentos das linhas espectrais reveladas por espectroscópios de maior resolução. Assim, Sommerfeld conseguiu ver linhas que Bohr não viu, o que deixava a descrição atômica um pouco mais complexa.
Mas, meus amigos, esse era apenas o começo do caos. A partir daí os modelos atômicos são descritos por equações matemáticas que não possuem significado físico algum. Elas são descritas por funções de onda e o seu quadrado representa a densidade de probabilidade de encontrar o elétron em determinada região do espaço de acordo com as funções.
Como se fosse espécies de nuvens. É como se um ventilador estivesse ligado e você não pudesse dizer exatamente onde estão as pás, apenas a região as quais elas podem ser encontradas. Assim são as nuvens eletrônicas, não podemos dizer aonde os elétrons estão, apenas as regiões onde podemos encontrá-los.
Bom, espero que vocês tenham se localizado nesse mapa. Se vocês quiserem aprofundar um pouco mais sobre o assunto siga para os próximos modelos. No mais é isso, um abraço e até o próximo vídeo.
