Modelo de Rutherford.
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Modelos atômicos . . . do começo aos nossos dias CURSO DE FÍSICA E QUÍMICA Professores Gustavo e Luiz Antônio Átomo: indivisível Surgido praticamente de forma intuitiva, o conceito de átomo teve sua origem na Grécia Antiga (há 2400 anos) com os filósofos Demócrito, Leucipo. Não tendo base científica, tais gregos imaginavam um modelo atômico no qual o átomo fosse indestrutível, imutável. Pensamento aristotélico Ainda na Grécia antiga surgiu algum tempo depois a teoria dos quatro elementos, que foi apoiada por Aristóteles. Terra, ar, fogo, água Aristóteles divagando em seus pensamentos tenta integrar os quatro elementos . . . "Da terra passamos à água pelo frio. Da água passamos ao ar pela via úmida. Do ar passamos ao fogo pelo calor. Do fogo passamos à terra pela via seca." O tempo passa . . . Graças a isso, o atomismo de Demócrito e Leucipo perdeu força e . . . . . . permaneceu em descrédito durante muitos séculos. *O mundo muçulmano continuou acreditando no atomismo. Séculos depois, surgem os modelos atômicos . . . . . . Dalton . . . Thomson . . . Rutherford . . . Bohr . . . Sommerfeld . . . Modelo atual Um modelo experimental John Dalton propõe um modelo atômico que ficou conhecido por “bola de bilhar”, por lembrar uma bola maciça e indivisível, foi suficiente para explicar as reações químicas como sendo um “rearranjo” entre os átomos. John Dalton (1766-1844) “Bola de Bilhar” Modelo de Dalton. (1808) Eletricidade é realidade Thomson sugeriu que o átomo seria formado por uma esfera positiva “incrustada” de elétrons (carga elétrica negativa). A conclusão de que a esfera deveria ser positiva está relacionada ao fato de os átomos apresentarem carga elétrica total nula. Joseph Thomson (1856-1940) “Pudim de Ameixas” O grande mérito de Thomson foi admitir (e comprovar) que o átomo seria divisível. Modelo de Thomson. (1897) Experimento de Thomson Os raios catódicos – estudou a passagem de corrente elétrica por um gás (rarefeito) no interior de um tubo de vidro, que continha duas peças metálicas, uma positiva e outra negativa. Esquema de funcionamento (experimento de Thomson) Importância... J. J. Thomson demostrou, em 1897, a existência de partículas carregadas negativamente, os elétrons. Os átomos, portanto, são divisíveis! Também, determinou a relação entre a carga e a massa dos elétrons, demonstrando que esta relação era constante e independente do material utilizado. Modelos evoluem Ernest Rutherford (1871-1937) Rutherford propôs o modelo que admite um núcleo com cargas elétricas positivas (denominou-as prótons). Ao redor, muitos distantes estariam girando os elétrons (negativos). Entre prótons e elétrons haveria grande espaço vazio. “Planetário” Modelo de Rutherford. (1911) Experimento de Rutherford Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro (0,0001 mm) com partículas "alfa" (núcleo de átomo de hélio: 2 prótons e 2 nêutrons), emitidas pelo "polônio" (Po), contido num bloco de chumbo (Pb), provido de uma abertura estreita, para dar passagem às partículas "alfa" por ele emitidas. Após a lâmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora revestida de sulfeto de zinco (ZnS). Experimento de Rutherford Esquema de funcionamento Equipamento utilizado Experimento de Rutherford Explicação . . . ? Conclusões de Rutherford O átomo seria um imenso vazio, no qual o núcleo ocuparia uma pequena parte, enquanto que os elétrons o circundariam numa região negativa chamada de eletrosfera, modificando assim, o modelo atômico proposto por Thomson. Como ficou o modelo de Rutherford? Um grande salto Bohr formulou um modelo atômico com elétrons girando em orbitas circulares e somente a determinadas distâncias do núcleo (órbitas, camadas ou níveis de energia). Niels Bohr (1885 -1962) Níveis energia Modelo de Bohr. (1913) núcleo elétrons órbita Energia é o que importa Saliente-se que um elétron não pode permanecer entre dois níveis de energia. Pode “saltar” de níveis internos para níveis externos, quando absorve energia. Ao retornar, devolve ao a energia recebida, geralmente na forma de luz. Postulados de Bohr Lei de Coulomb Órbitas circulares 1º Postulado: Bohr admitiu que, tanto a lei de Coulomb como as leis de Newton são ainda aplicáveis no domínio atômico. Assim o elétron mover-se-á numa orbita circular em volta do núcleo, sendo a força central a responsável pelo movimento; Postulados de Bohr 2º Postulado: fornecendo energia (elétrica, térmica, ....) a um átomo, um ou mais elétrons a absorvem e saltam para níveis mais afastados do núcleo. Ao voltarem as suas órbitas originais, devolvem a energia recebida em forma de luz. Absorção/devolução de energia (modelo de Bohr) Postulados de Bohr A linha vermelha no espectro atômico é causada por elétrons saltando da terceira órbita para a segunda órbita Fogos de artifício Os subníveis de energia Sommerfeld aperfeiçoou o modelo de Rutherford e de Bohr admitindo não só a existência de orbitas circulares, mas também elípticas. Isso permite explicar a existência não só de níveis de energia, mas também de subníveis. Arnold Johannes Sommerfeld (1868-1951) Núcleo pesado James Chadwick descobriu/comprovou uma outra partícula subatômica de massa muito próxima à massa do próton, mas sem carga elétrica (neutra, portanto). Essa partícula passou a ser chamada nêutron e localizase no núcleo do átomo. James Chadwick (1891 -1974) Trabalho de equipe Modelo de .Rutherford-Bohr- Sommerfeld Chadwick. (1932) Modelo atual ou modelo de nuvens eletrônicas (modelo quântico). Fundamentação Dualidade da matéria de De Broglie. Princípio da Incerteza de Heisenberg. Equação de onda de Schrödinger. Louis De Broglie (1892-1987) Werner Heisenberg (1901-1976) Erwin Schrödinger (1887-1961)
