Átomos
Quando você pensa em um átomo, pode imaginar um pequeno modelo semelhante ao do sistema solar, com caminhos de elétrons orbitando um núcleo centralizado. Este é o modelo atômico inicial que Niels Bohr e outros pioneiros científicos imaginaram muitos anos atrás. Mas, graças aos avanços experimentais e a alguns pensadores modernos, como Erwin Schrodinger e Werner Heisenberg , agora acreditamos que os elétrons se parecem mais com nuvens do que planetas orbitando ordenadamente. Essa nova ideia de como os átomos se parecem é a base da teoria atômica moderna . Vamos dar uma olhada em como a ciência avançou desde sua compreensão inicial dos átomos até a visão moderna de hoje.
Teoria atômica
Os cientistas já sabem sobre os átomos muito antes de poderem produzir imagens deles com ferramentas de ampliação poderosas. Na verdade, os átomos recebem seu nome da palavra grega antiga atomos , que significa «algo que não pode ser dividido».
Como os átomos não podiam ser vistos, as primeiras ideias sobre os átomos foram fundadas principalmente em raciocínios filosóficos e religiosos. Perto do final do século 18, novas maneiras de conduzir experimentos ajudaram os pesquisadores a construir sua compreensão científica dos átomos. Isso levou à primeira teoria atômica , que afirmava coisas como, toda matéria é composta de átomos, os elementos são compostos de apenas um tipo de átomo e os átomos podem se combinar com outros átomos para formar substâncias mais complexas.
Essa primeira teoria atômica explicava muito, mas, à medida que a ciência avançava, novas informações e novas descobertas deixaram claro que a teoria precisava ser atualizada. Uma dessas novas descobertas veio no final do século 19, com a descoberta de uma partícula subatômica, chamada elétron . A palavra ‘subatômico’ significa literalmente ‘dentro de um átomo’. Por causa dessa descoberta, ficou claro que os átomos podem não ter sido nomeados corretamente e que eles podem ser divididos em partes menores.
Quando os elétrons foram descobertos pela primeira vez, os cientistas sabiam que eram parte do átomo, mas não sabiam aonde pertenciam. A princípio, pensou-se que os elétrons flutuavam por todo o átomo, como pedaços de fruta flutuando em um pudim, como se os átomos fossem simplesmente bolhas macias de matéria. Mas, por meio de mais experimentação, descobriu-se que a maior parte da matéria dentro dos átomos é centralizada. No início do século 20, essa matéria centralizada passou a ser reconhecida como o núcleo do átomo.
O Modelo Bohr
Em 1913, um cientista chamado Niels Bohr expandiu todas as pesquisas anteriores sobre átomos e teve a ideia de que elétrons carregados negativamente orbitam um núcleo carregado positivamente em caminhos definidos. Esse conceito veio a ser conhecido como o modelo Bohr . Este foi o primeiro olhar real para o modelo de átomo semelhante ao do sistema solar que mencionamos no início desta lição.
Schrodinger e Heisenberg
O modelo de Bohr foi um grande passo em nossa compreensão do átomo, mas ainda era relativamente simples e não explicava totalmente a natureza dos átomos complexos que continham muitos elétrons. Essa compreensão mais complexa tomou forma graças ao trabalho de dois cientistas do século 20: Erwin Schrodinger e Werner Heisenberg .
Schrõdinger ficou intrigado com a ideia de que os elétrons podem se mover mais como ondas do que como partículas. Suas idéias explicaram muito sobre a natureza dos elétrons e como eles se movem; mas também criou um problema para os cientistas.
Heisenberg e outros cientistas perceberam que, se um elétron se movesse como uma onda, seria impossível medir simultaneamente sua posição e seu momento. Isso ficou conhecido como o princípio da incerteza de Heisenberg . Em outras palavras, o caminho exato de um elétron não poderia ser previsto como Niels Bohr previra com o modelo do sistema solar.
Teoria Atômica Moderna
O trabalho de Schrõdinger e Heisenberg levou à moderna teoria atômica , que nos mostra que existem regiões dentro de um átomo onde é provável que existam elétrons. Essas regiões contendo elétrons que existem ao redor do núcleo são chamadas de nuvens de elétrons ou orbitais. Nuvens de elétrons circundam o núcleo e existem em diferentes níveis de energia. Um elétron pode existir a qualquer distância do núcleo; no entanto, dependendo do seu nível de energia, existem certas nuvens nas quais ele será mais provavelmente, ou mais provavelmente, encontrado.
Resumo da lição
Vamos revisar. O modelo de Bohr descreve um átomo que se parece com um sistema solar em miniatura com elétrons carregados negativamente orbitando um núcleo carregado positivamente em caminhos definidos.
Dois cientistas do século 20, Erwin Schrodinger e Werner Heisenberg , mostraram que isso não era completamente correto. Schrõdinger explorou a ideia de que os elétrons se movem mais como ondas do que como partículas. Suas ideias levaram Heisenberg a desenvolver o princípio da incerteza , que afirma que se um elétron se movesse como uma onda, seria impossível medir simultaneamente sua posição e seu momento.
O trabalho de Schrodinger e Heisenberg levou à moderna teoria atômica , que nos mostra que existem regiões dentro de um átomo onde é provável que existam elétrons. Essas regiões contendo elétrons que existem ao redor do núcleo são chamadas de nuvens de elétrons ou orbitais.
Resultados de Aprendizagem
Ao terminar, você deve ser capaz de:
- Descreva e compare a teoria atômica inicial com a teoria atômica moderna
- Caracterizar o modelo Bohr
- Discuta como o princípio da incerteza provou que o modelo de Bohr estava errado