Modelos Atômicos

Explicamos o que são os modelos atômicos e como eles evoluíram, desde a Antiguidade até os dias atuais.

modelos atomicos
Esses modelos buscam explicar basicamente do que é feita a matéria.

O que são modelos atômicos?

Os modelos atômicos são conhecidos como os diferentes representações gráficas da estrutura e função dos átomos. Os modelos atômicos foram desenvolvidos ao longo da história da humanidade a partir das ideias que foram utilizadas em cada época a respeito da composição da matéria.

Os primeiros modelos atômicos datam da antiguidade clássica.quando os filósofos e naturalistas se aventuraram a pensar e deduzir a composição das coisas que existem, ou seja, da matéria.

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Modelo atômico de Demócrito (450 aC)

A “Teoria Atômica do Universo” foi criada pelo filósofo grego Demócrito junto com seu mentor, Leucipo. Naquela época, o conhecimento não era obtido pela experimentação, mas pelo raciocínio lógico, baseado na formulação e discussão de ideias.

Demócrito Ele propôs que o mundo era feito de partículas muito pequenas e indivisíveis., de existência eterna, homogênea e incompressível, cujas únicas diferenças eram na forma e no tamanho, nunca no funcionamento interno. Essas partículas foram batizadas de “átomos”, palavra que vem do grego atemnein e significa “indivisível”.

Segundo Demócrito, as propriedades da matéria eram determinadas pela maneira como os átomos se agrupavam. Filósofos posteriores, como Epicuro, acrescentaram o movimento aleatório dos átomos à teoria.

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Modelo Atômico de Dalton (1803 DC)

Dentro da química nasceu o primeiro modelo atômico com bases científicas, proposto por John Dalton em seus “Postulados Atômicos”. Ele sustentava que tudo era feito de átomos, indivisíveis e indestrutíveis.mesmo através de reações químicas.

Dalton propôs que os átomos do mesmo elemento químico eram iguais entre si e tinham a mesma massa e as mesmas propriedades. Por outro lado, ele propôs o conceito de peso atômico relativo (o peso de cada elemento em relação ao peso do hidrogênio), comparando as massas de cada elemento com a massa do hidrogênio. Ele também propôs que os átomos podem se combinar uns com os outros para formar compostos químicos.

A teoria de Dalton tinha algumas falhas. Ele afirmou que os compostos químicos foram formados usando o menor número possível de átomos de seus elementos. Por exemplo, a molécula de água, segundo Dalton, seria HO ​​e não H2Ou, qual é a fórmula correta. Por outro lado, ele disse que os elementos no estado gasoso eram sempre monoatômicos (compostos por um único átomo), o que sabemos não ser real.

Mais em: Modelo atômico de Dalton

Modelo atômico de Lewis (1902 dC)

Também chamado de “Cubic Atom Model”, neste modelo Lewis propôs a estrutura dos átomos distribuídos na forma de um cubo, em cujos oito vértices estavam os elétrons. Isso permitiu avanços no estudo das valências atômicas e das ligações químicas, principalmente após sua atualização por Irving Langmuir em 1919, onde propôs o “átomo octeto cúbico”.

Esses estudos foram a base do que hoje é conhecido como diagrama de Lewis, uma ferramenta muito útil para explicar a ligação covalente.

Modelo Atômico de Thomson (1904 DC)

Thomson assumiu que os átomos eram esféricos com elétrons embutidos neles.

Proposto por JJ Thomson, descobridor do elétron em 1897, este modelo é anterior à descoberta de prótons e nêutrons, então assumiu que os átomos eram compostos de uma esfera de carga positiva e elétrons carregados negativamente estavam embutidos nele, como passas em pudim. Essa metáfora deu ao modelo o epíteto de “Modelo do Pudim de Passas”.

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Este modelo fazia uma previsão incorreta da carga positiva no átomo, pois afirmava que esta estava distribuída por todo o átomo. Mais tarde isso foi corrigido no modelo de Rutherford onde o núcleo atômico foi definido.

Modelo atômico de Rutherford (1911 dC)

Ernest Rutherford realizou uma série de experimentos em 1911 usando folha de ouro. Nessas experiências ele determinou que o átomo é composto de um núcleo atômico carregado positivamente (onde está concentrada a maior parte de sua massa) e os elétrons, que giram livremente em torno desse núcleo. Neste modelo, a existência do núcleo atômico é proposta pela primeira vez.

Continue em: Modelo Atômico de Rutherford

Modelo atômico de Bohr (1913 AD)

modelo atômico de Bohr
Ao saltar de uma órbita para outra, os elétrons emitem um fóton diferenciando a energia entre as órbitas.

Este modelo dá origem a postulados quânticos no mundo da física, então é considerada uma transição entre a mecânica clássica e a mecânica quântica. O físico dinamarquês Niels Bohr propôs este modelo para explicar como os elétrons poderiam ter órbitas estáveis ​​(ou níveis de energia estáveis) ao redor do núcleo. Também explica por que os átomos têm espectros de emissão característicos.

Nos espectros feitos para muitos átomos, observou-se que os elétrons do mesmo nível de energia tinham energias diferentes. Isso mostrou que houve erros no modelo e que deve haver subníveis de energia em cada nível de energia.

O modelo de Bohr é resumido em três postulados:

  • Os elétrons traçam órbitas circulares ao redor do núcleo sem irradiar energia.
  • As órbitas permitidas aos elétrons são aquelas com um determinado valor de momento angular (L) (quantidade de rotação de um objeto) que é um múltiplo inteiro do valor , onde h=6,6260664×10-34 n = 1, 2, 3….
  • Os elétrons emitem ou absorvem energia quando saltam de uma órbita para outra e, ao fazê-lo, emitem um fóton que representa a diferença de energia entre as duas órbitas.
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Modelo atômico de Sommerfeld (1916 AD)

modelo atômico de Sommerfeld
O modelo de Sommerfeld foi baseado em parte nos postulados relativistas de Albert Einstein.

Este modelo foi proposto por Arnold Sommerfield para tentar cobrir as deficiências que o modelo de Bohr apresentava.

Baseava-se em parte nos postulados relativistas de Albert Einstein. Entre suas modificações está a afirmação de que as órbitas dos elétrons eram circulares ou elípticasque os elétrons tinham minúsculas correntes elétricas e que a partir do segundo nível de energia havia dois ou mais subníveis.

Modelo atômico de Schrödinger (1926 DC)

Proposto por Erwin Schrödinger a partir dos estudos de Bohr e Sommerfeld, Ele concebeu os elétrons como ondulações da matériaque permitiu a formulação posterior de uma interpretação probabilística da função de onda (magnitude usada para descrever a probabilidade de encontrar uma partícula no espaço) por Max Born.

Isso significa que a posição de um elétron ou seu momento podem ser estudados probabilisticamente, mas não ambos ao mesmo tempo, devido ao Princípio da Incerteza de Heisenberg.

Este é o modelo atômico atual no início do século 21, com algumas adições posteriores. É conhecido como o “Modelo de Ondas Quânticas”.

Referências

  • “Fundamentos de Física” por Halliday, David. 8ª edição, Wiley (2007). ISBN 0-471-15950-6.