Resolvi tirar a preguiça do corpo e escrever um pouco mais sobre as descobertas que fundamentaram a ciência moderna.

Claro que eu vou continuar falando sem grandes pretensões, a minha ideia é informar sem esquecer o aspecto lúdico que a ciência pode ter. E, sempre que possível, vou lançar mão de recursos online para fazer isso.

O último post que escrevi fazia uma indagação: “Átomos são como pudins?”

Pelo menos foi a conclusão a que chegou o Sr. Thomson.

Agora, vamos conversar um pouco mais sobre os desenvolvimentos que levaram os cientistas ao modelo planetário.

Mais especificamente, vamos tratar da descoberta de Sir Ernest Rutherford e das implicações das teorias de Aage Niels Bohr no modelo atômico.

Rutherford realizou um experimento, hoje considerado clássico, no qual uma folha muito fina de ouro (tinha aproximadamente 100 átomos de espessura) era bombardeada com partículas alfa.

As partículas alfa são compostas por dois prótons e dois nêutrons, igual ao núcleo do elemento químico hélio só que sem os elétrons.

As partículas alfa são pesadas para os padrões atômicos, e ainda por cima possuem carga positiva igual a 2+.

Se as partículas alfa encontrarem prótons no seu caminho, que também possuem carga positiva, a repulsão eletrostática será tão grande que ela sofrerá um desvio na trajetória.

Foi o que Rutherford esperava observar, um grande número de partículas alfa desviando sua trajetória ao colidir com os átomos de ouro da folha que ele preparou.

Uma representação esquemática do aparato preparado por Rutherford pode ser vista na figura abaixo:

A tela de detecção era sensibilizada com uma substância que brilhava a cada partícula alfa que a atingisse. Dizem que Rutherford colocou um aluno a observar a tal tela, ele tinha que contabilizar cada brilho que aparecesse nela. 

Mais tarde, o tal aluno ficaria famoso por inventar um equipamento de detecção de radiação nuclear conhecido pelo nome de “contador Geiger”.

O problema é que o átomo não era como Thomson havia proposto, ele não era composto de uma massa sólida de carga positiva com pequenas cargas negativas incrustadas na massa.

Isso porque, ao invés do que Rutherford observar a maior parte das partículas alfa sofrendo desvio, ele observou que a maioria delas passava direto pela folha de ouro.

Nas palavras dele: “(…) era como se bombardeássemos uma folha de papel com uma bala de canhão e a bala ricocheteasse na folha (…)”.

Para que isso acontecesse, era necessário que o átomo fosse beeeem ao contrário do pudim de passas do Thomsom.

A maior parte da massa, de carga positiva, deveria estar concentrada em uma parte bem pequena e central dele. Rutherford chamou-a de núcleo.

A maior parte do volume do átomo deveria estar bem afastada do núcleo, ela deveria conter os elétrons. Rutherford chamou-a de eletrosfera.

O número de cargas positivas de um átomo eletricamente neutro deveria se igualar ao número de cargas negativas.

Estava estabelecido o modelo vigente de átomo, pelo menos a base dele.

E o Bohr, onde entra nessa história?

O modelo foi proposto por ele em 1913.

Basicamente, ele fez algumas suposições físico-matemáticas acerca dos elétrons em um átomo de hidrogênio:

Esse artigo da Wikipedia fala melhor sobre essa parte, sobre a qual falarei em um post futuro.

Para que um elétron pudesse girar em torno do núcleo atômico, ele deveria permanecer energeticamente estável. As leis da física vigentes na época previam que o elétron circulante deveria perder energia até colidir com o núcleo.

Bohr sugeriu as “órbitas estacionárias”, nas quais os elétrons podiam permanecer indefinidamente.

Para subir a um nível mais energético, mais distante do núcleo, o elétron deveria receber um quantum energia.

Ao voltar ao nível menos energético, mais próximo do núcleo, o elétron deveria perder um quantum energia.

Assim, estavam estabelecidos os níveis ou camadas energéticas de um átomo, ou eletrosfera.

O modelo combinado é conhecido pelo nome dos dois cientistas: Rutherford-Bohr.

Devido ao fato de prever elétrons girando ao redor de um núcleo, a comparação com o sistema solar é inevitável e o modelo também é conhecido como “modelo planetário”.

As equações matemáticas desenvolvidas por Bohr reproduziam exatamente o espectro de raias do Hidrogênio, tal como a equação de Rydberg o fazia.

O sucesso do modelo de Bohr em reproduzir dados experimentais fez com que a representação mais comum do átomo seja usada até hoje, embora esteja incorreta segundo as teorias quânticas mais modernas.

Por hoje era isso, tomara que me sobre um tempo nos próximos meses para continuar com essa série de posts. 🙂

FONTES: Royal Society of Chemistry, Wikipedia

 

 

 

Anúncios