História da Teoria Atômica
Imagine um átomo. Com o que se parece? O mais provável é que se pareça com algo assim: um núcleo bastante grande rodeado por elétrons orbitando zunindo ao redor do núcleo. Esta imagem é um ícone popular do átomo, mas representa apenas vagamente nosso modelo atual de como o átomo se parece.
Os primeiros gregos
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Primeiro, vamos voltar há pouco mais de 2.000 anos, aos tempos de Aristóteles e Demócrito. O filósofo grego Aristóteles acreditava que a matéria podia ser dividida infinitamente sem alterar suas propriedades. Demócrito discordou. Ele pensava que a matéria só poderia ser dividida até chegar à menor partícula (que ele chamou de átomo, vindo da palavra grega atomos , que significa indivisível ). Então, quem estava certo? Aristóteles foi muito convincente e fez muitos experimentos usando o método científico, então mais pessoas acreditaram nele.
John Dalton e Atoms
Não foi até cerca de 2.000 anos depois, no início de 1800, quando John Dalton apareceu e contestou Aristóteles. Dalton continuou dizendo que a matéria é composta de partículas minúsculas, chamadas átomos, que não podem ser divididas em pedaços menores e não podem ser destruídas. Ele também afirmou que todos os átomos do mesmo elemento serão exatamente os mesmos e que átomos de elementos diferentes podem se combinar para formar compostos. A coisa realmente incrível sobre o modelo do átomo de Dalton é que ele o criou sem nunca ter visto o átomo! Ele não tinha noção de prótons, nêutrons ou elétrons. Seu modelo foi criado exclusivamente em experimentos macroscópicos ou vistos a olho nu.
Thomson e a descoberta dos elétrons
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Agora, vamos avançar para o final de 1800, quando JJ Thomson descobriu o elétron. Thomson usou o que foi chamado de tubo de raios catódicos, ou um canhão de elétrons. Você provavelmente já viu um tubo de raios catódicos sem nem mesmo saber! Eles são a parte eletrônica volumosa dos aparelhos de televisão antigos. Thomson usou o tubo de raios catódicos com um ímã e descobriu que o feixe verde que ele produzia era feito de material carregado negativamente. Ele realizou muitos experimentos e descobriu que a massa de uma dessas partículas era quase 2.000 vezes mais leve do que um átomo de hidrogênio. A partir disso, ele decidiu que essas partículas devem ter vindo de algum lugar dentro do átomo e que Dalton estava incorreto ao afirmar que os átomos não podem ser divididos em pedaços menores. Thomson deu um passo além e determinou que esses elétrons carregados negativamente precisavam de algo positivo para equilibrá-los. Então, ele determinou que eles estavam cercados por um material com carga positiva. Isso ficou conhecido como o ‘pudim de ameixa’ modelo do átomo. As ameixas carregadas negativamente eram rodeadas por pudim carregados positivamente.
Rutherford e o Núcleo
Alguns anos depois, Ernest Rutherford , um dos alunos de Thomson, fez alguns testes no modelo de pudim de ameixa de Thomson. Os membros de seu laboratório dispararam um feixe de partículas carregadas positivamente chamadas partículas alfa em uma folha muito fina de folha de ouro. (Mais tarde, você aprenderá que as partículas alfa são, na verdade, apenas os núcleos dos átomos de hélio.) Como essas partículas alfa tinham muita massa, ele esperava que todas as partículas alfa passassem direto pela folha de ouro. Isso porque, se Thomson estivesse correto sobre o modelo do pudim de ameixa do átomo, as partículas alfa simplesmente atravessariam a matéria carregada positivamente e atingiriam a tela de detecção do outro lado.
Mas algo estranho aconteceu. Algumas das partículas alfa passaram e algumas foram desviadas pela folha de ouro e atingiram o detector em diferentes locais. Alguns até mesmo recuaram exatamente no mesmo caminho que tomaram! Rutherford disse que seria como se você disparasse uma bala de 15 polegadas contra um pedaço de papel de seda e ele voltasse e acertasse você. Após esse experimento, Rutherford concluiu que essas partículas alfa devem ter atingido algo muito pequeno, denso e com carga positiva para que voltem direto. Rutherford afirmou que isso também mostra que o átomo consiste principalmente de espaço vazio e que toda a carga positiva não está uniformemente espalhada por todo o átomo, mas em vez disso comprimida em um minúsculo núcleo no centro do átomo.
Millikan e a carga de um elétron
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Finalmente, avançaremos mais alguns anos quando Robert Millikan descobrir a carga de um elétron. Ele fez isso usando seu famoso ‘experimento de gota de óleo’, onde pulverizou gotas de óleo carregadas entre duas placas de metal. Ele foi capaz de evitar que a névoa de óleo caísse equilibrando a força gravitacional para baixo com a força elétrica igual à carga da gota de óleo, que fez com que a gota de óleo se repelisse para cima. Quando essas duas forças opostas se equilibraram, ele pôde calcular a carga de uma gota de óleo e usar um gráfico para determinar quantas partículas carregadas havia em cada gota; em seguida, calcule a carga de cada partícula individual.
Resumo da lição
Esses foram apenas algumas das centenas de cientistas que trabalharam arduamente para promover nosso conhecimento e compreensão do átomo. É importante notar que nosso entendimento tem sido um processo evolutivo, incluindo as visões opostas de Aristóteles e Demócrito sobre o átomo – Aristóteles acreditando que a matéria poderia ser dividida para sempre, e Demócrito acreditando que eventualmente chegaríamos à menor partícula, chamada átomo. Dois mil anos depois, Dalton provou que Demócrito estava certo. Pouco depois disso, os elétrons foram descobertos por Thomson, o núcleo foi descoberto por Rutherford e a carga de um elétron foi medida por Millikan. A imagem do átomo que você tinha quando esta lição começou ainda é falha quando comparada à visão atual do átomo, que discutiremos em uma lição futura. E conforme os cientistas descobrem mais detalhes sobre o átomo,
lições objetivas
Depois de assistir a esta lição, você será capaz de:
- Explique as opiniões de Aristóteles e Demócrito sobre a matéria
- Identifique John Dalton , JJ Thomson , Ernest Rutherford e Robert Millikan e descreva o que cada um deles descobriu sobre os átomos
- Compreenda os métodos que cada um desses cientistas usou para fazer suas descobertas