Aluno(a):Data: 9º ANO I UnidadeComponente Curricular: Professora:

ESTUDO DIRIGIDO

Tema: Modelos atômicos

A natureza da matéria sempre foi algo que os pensadores, filósofos e cientistas tentaram

explicar. Tanto que já por volta de 450 a.C., os filósofos gregos Leucipo e Demócrito tiveram a ideia

de que a matéria seria formada por pequenas partículas indivisíveis que não poderiam ser destruídas.

Essas partículas receberam o nome de “átomos”, palavra que em grego significa “indivisível”.

No entanto, isso se chocou com as ideias de Aristóteles (384-322 a.C.), que dizia que a

matéria era descontínua e que tudo seria formado apenas por quatro “elementos”: fogo, terra, ar e

água. Essas ideias foram adotadas pela maioria durante cerca de 2000 anos.

Então, em 1803, o químico inglês John Dalton (1766-1844) retomou as ideias originais de

Leucipo e Demócrito. Depois de realizar vários experimentos para comprovar as suas hipóteses, ele

formulou os seguintes postulados, isto é, proposições que não podem ser comprovadas, mas que são

admitidas como verdadeiras e que servem como ponto de partida para a dedução ou conclusão de

outras afirmações:

1. A matéria seria formada por pequenas partículas esféricas, maciças (algo que não é oco, mas que

é compacto) e indivisíveis, denominadas átomos;

2. A matéria seria descontínua, pois entre um átomo e outro haveria espaços vazios;

3. Um elemento químico seria formado por um conjunto de átomos de mesmas massas, tamanhos e

propriedades;

4. Elementos químicos diferentes seriam formados por átomos que teriam massas, tamanhos e

propriedades diferentes;

Átomos de diferentes elementos, segundo Dalton, com tamanhos e cores fantasia

5. A combinação entre átomos diferentes, em uma proporção de números inteiros,

formariam substâncias diferentes;

6. Uma substância composta seria formada por espécies químicas de diferentes elementos com

quantidade fixa de cada um deles. Dalton deu o nome “átomos compostos” a essas espécies;

7. Os “átomos compostos” seriam formados por um pequeno número de “átomos simples”;

8. Um átomo não poderia ser destruído; em uma reação química, eles apenas se rearranjariam para

formar novas substâncias.

Para explicar sua hipótese, Dalton elaborou um modelo, já que os átomos não podiam ser vistos.

Os modelos não são a realidade, mas uma representação da natureza, uma imagem mental construída a

fim de explicar uma teoria a respeito de algum fenômeno que não pode ser visualizado. Um modelo

adequado torna possível que se compreenda melhor a natureza e que até mesmo se faça previsões

sobre o fenômeno estudado.

Esse modelo, hoje chamado de modelo atômico de Dalton, era que o átomo seria semelhante a

uma bola de bilhar, esférica, maciça e indivisível:

O modelo atômico de Dalton parecia com uma bola de bilhar

O modelo atômico de Thomson foi proposto no ano de 1898 pelo físico inglês Joseph John

Thomson ou, simplesmente, J.J. Thomson. Após ter diversas evidências experimentais sobre a

existência do elétron, ele derrubou a teoria da indivisibilidade do átomo proposta por John Dalton.

Thomson, a partir de seu modelo, confirmou e provou a existência de elétrons (partículas com carga

elétrica negativa) no átomo, ou seja, o átomo possui partículas subatômicas.

Thomson propôs sua interpretação de como seria o átomo e sua constituição. Assim, de acordo com

ele:

O átomo é uma esfera, mas não maciça como propunha o modelo atômico de John Dalton;

O átomo é neutro, já que toda matéria é neutra;

Como o átomo apresenta elétrons, que possuem cargas negativas, logo, deve apresentar partículas

positivas para que a carga final seja nula;

Os elétrons não estão fixos ou presos no átomo, podendo ser transferidos para outro átomo em

determinadas condições;

O átomo pode ser considerado como um fluido contínuo de cargas positivas onde estariam

distribuídos os elétrons, que possuem carga negativa;

Associou o seu modelo a um pudim de passas (as quais representam os elétrons);

Como os elétrons que estão espalhados apresentam a mesma carga, existe entre eles uma repulsão

mútua, o que faz com que estejam uniformemente distribuídos na esfera.

O modelo de Thomson tratou de novos conhecimentos sobre o átomo que até então não haviam sido

propostos por falta de embasamento cientifico, como:

Natureza elétrica da matéria;

Divisibilidade do átomo;

Presença de partículas pequenas e com carga no átomo.

Problemas apontados para o átomo de Thomson

Vários físicos na época da proposta do modelo atômico de Thomson, pautados nas teorias da Física

Clássica, apontaram algumas incoerências presentes nesse modelo:

Thomson propôs que o átomo apresentava uma estabilidade em relação à distribuição uniforme dos

elétrons, o que poderia ser modificado por influência de energia. Porém, a Física Clássica, com base

no eletromagnetismo, não permite a existência de um sistema estável pautado apenas na repulsão

entre as partículas de mesma carga;

Para Thomson, os elétrons estão distribuídos uniformemente no átomo, mas eles têm a capacidade de

se deslocar de forma acelerada e, por isso, devem emitir radiação eletromagnética em certas

frequências especificas. Todavia, isso não era observado.

O modelo de Thomson era muitas vezes ineficaz para explicar propriedades atômicas, como sua

composição e organização.

Representação dos elétrons e do fluido positivo no modelo atômico de Thomson

No ano de 1911, o cientista neozelandês Ernest Rutherford apresentou à comunidade científica o

seu modelo atômico. O modelo de Rutherford, também chamado de modelo do sistema solar, foi o

terceiro na história da Atomística (sendo os dois primeiros o modelo de Dalton e o modelo de Thomson)

e foi considerado o modelo que estimulou toda a evolução do conhecimento sobre o constituidor da

matéria, o átomo.

A construção do modelo de Rutherford iniciou-se a partir do estudo das propriedades dos raios X e

das emissões radioativas, culminando na utilização de radiação sobre um artefato inerte, isto é, que não

reage facilmente.

O experimento realizado por Rutherford possuía a seguinte aparelhagem e organização:

Componente a - uma amostra de polônio (emissor de radiação alfa) colocada em um bloco de

chumbo. Nesse bloco havia um pequeno orifício por meio do qual ocorria a passagem da radiação;

Componente b: lâmina finíssima de ouro posicionada à frente da caixa de chumbo;

Componente c: Placa metálica recoberta com material fluorescente (sulfeto de zinco) posicionada

atrás, ao lado e um pouco à frente da lâmina de ouro.

Representação do experimento realizado por Rutherford

Resultados do experimento de Rutherford

Representação dos resultados observados no experimento de Rutherford

Região 1: área que recebeu grande parte da radiação alfa emitida pelo polônio, o que evidenciou que

essas radiações atravessaram a lâmina de ouro sem sofrer desvios consideráveis;

Região 2: áreas diversas, localizadas atrás da lâmina de ouro, que receberam uma pequena

quantidade de radiação alfa, mas que não estavam na direção do orifício de saída da radiação na

caixa de chumbo, o que evidenciou que essas radiações sofreram um grande desvio após a travessia

da lâmina de ouro;

Região 3: áreas localizadas à frente da lâmina de ouro que receberam uma quantidade extremamente

pequena de radiação alfa, o que evidenciou que parte da radiação alfa chocou-se com a lâmina e foi

rebatida.

Interpretações dos resultados do experimento de Rutherford

Interpretação sobre a região 1: Como grande parte da radiação alfa atravessou a lâmina de ouro sem

nenhum empecilho, isso quer dizer que os átomos apresentavam grandes espaços vazios (eletrosfera),

ou seja, regiões que não possuíam nada capaz de influenciar a radiação alfa;

Interpretação sobre a região 2: A quantidade pequena de radiação alfa que sofreu desvios passou

próximo de uma região positiva (núcleo) do átomo, provavelmente de tamanho pequeno, o que

promoveu o desvio.

Interpretação sobre a região 3: Como uma quantidade extremamente pequena de radiação alfa foi

rebatida, isso quer dizer que elas se chocaram com uma região do átomo extremamente pequena que

apresentava característica positiva.

Características do modelo atômico de Rutherford

Representação do modelo atômico de Rutherford

Após as observações realizadas por Rutherford, ele formulou o seu modelo atômico, que apresentava

as seguintes características:

a) Núcleo (que foi comparado ao sol no sistema solar)

Uma região central do átomo que apresenta:

partículas positivas (os prótons);

baixo volume;

maior massa;

maior densidade do átomo.

b) Eletrosferas (que foram comparadas às órbitas descritas pelos planetas no sistema solar)

Regiões do átomo que apresentam:

imensos espaços vazios entre si;

partículas de natureza negativa (os elétrons).

O sistema solar foi utilizado por Rutherford para representar o átomo

O dinamarquês especialista em física atômica Niels Bohr, nasceu em 1885, e faleceu em 1962. No

ano de 1913, estabeleceu um modelo atômico que é usado até os dias atuais.

Bohr chegou a esse modelo de átomo refletindo sobre o dilema do átomo estável. Ele acreditava na

existência de princípios físicos que descrevessem os elétrons existentes nos átomos. Esses princípios

ainda eram desconhecidos e graças a esse físico passaram a ser usados.

Tudo começou com Bohr admitindo que um gás emitia luz quando uma corrente elétrica passava

nele. Isso se explica pelo fato de que os elétrons, em seus átomos, absorvem energia elétrica e depois a

liberam na forma de luz. Com isso, ele deduziu que um átomo tem um conjunto de energia disponível

para seus elétrons, isto é, a energia de um elétron em um átomo é quantizada. Esse conjunto de energias

quantizadas mais tarde foi chamado de níveis de energia. Mas se um átomo absorve energia de uma

descarga elétrica, alguns de seus elétrons ganham energia e passam para um nível de energia maior, nesse

caso o átomo está em estado excitado.

Com essas constatações Bohr aperfeiçoou o modelo atômico de Rutherford conhecido como modelo

do sistema planetário, onde os elétrons se organizam na eletrosfera na forma de camadas. Vejamos os

postulados de Bohr:

Os elétrons estão distribuídos em camadas ao redor do núcleo. Admite-se a existência de 7 camadas

eletrônicas, designadas pelas letras maiúsculas: K, L, M, N, O, P e Q. À medida que as camadas se

afastam do núcleo, aumenta a energia dos elétrons nelas localizados.

As camadas da eletrosfera representam os níveis de energia da eletrosfera. Assim, as camadas K, L,

M, N, O, P e Q constituem os 1º, 2º, 3º, 4º, 5º, 6º e 7º níveis de energia, respectivamente.

O modelo atômico de Bohr lembra a órbita de um planeta daí o nome: sistema planetário.

Modelo atômico de Bohr.

ATIVIVDADE DE FIXAÇÃO

1.Uma importante contribuição do modelo de Rutherford foi considerar o átomo constituído de:

a) elétrons mergulhados numa massa homogênea de carga positiva.

b) uma estrutura altamente compactada de prótons e elétrons.

c) um núcleo de massa desprezível comparada com a massa do elétron.

d) uma região central com carga negativa chamada núcleo.

e) um núcleo muito pequeno de carga positiva, cercada por elétrons.

2.Relacione as características atômicas com os cientistas que as propôs:

I. Dalton

II. Thomson

III. Rutherford

3. (ESPM-SP)O átomo de Rutherford (1911) foi comparado ao sistema planetário (o núcleo atômico representa o sol e a eletrosfera, os planetas):Eletrosfera é a região do átomo que:

a) contém as partículas de carga elétrica negativa.

b) contém as partículas de carga elétrica positiva.

c) contém nêutrons.

d) concentra praticamente toda a massa do átomo.

e) contém prótons e nêutrons.

( ) ( ) Seu modelo atômico era semelhante a um “pudim de passas”.

( ) ( ) Seu modelo atômico era semelhante a uma bola de bilhar.

( ) ( ) Criou um modelo para o átomo semelhante ao “Sistema solar”.

4.Ao longo dos anos, as características atômicas foram sendo desvendadas pelos cientistas. Foi um

processo de descoberta no qual as opiniões anteriores não poderiam ser desprezadas, ou seja, apesar de

serem ideias ultrapassadas, fizeram parte do histórico de descoberta das características atômicas.Vários

foram os colaboradores para o modelo atômico atual, dentre eles Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr.

Abaixo você tem a relação de algumas características atômicas, especifique o cientista responsável por

cada uma destas teorias:

I. O átomo é comparado a uma bola de bilhar: uma esfera maciça, homogênea, indivisível, indestrutível e

eletricamente neutra. 

II. O átomo é comparado a um pudim de ameixas: uma esfera carregada positivamente e que elétrons de

carga negativa ficam incrustados nela. 

III. Átomo em que os elétrons se organizam na forma de camadas ao redor do núcleo. 

III. Átomo que apresenta um núcleo carregado positivamente e ao seu redor gira elétrons com carga

negativa.

5.Aponte em cada modelo a seguir as características que contrariam a proposta de modelo atômico atual: o

átomo constituído de núcleo e eletrosfera, considerando as partículas subatômicas: prótons, nêutrons e

elétrons.

I. Átomo dos gregos Demócrito de Abdera (420 a.C.) e Leucipo (450 a.C.): a matéria era composta por

pequenas partículas que receberam a denominação de átomo (do grego átomo = indivisível).

II. Átomo de Dalton: uma esfera maciça, homogênea, indivisível, indestrutível e eletricamente neutra.

III. Átomo de Thomson: o átomo como uma pequena esfera positiva impregnada de partículas negativas,

os elétrons.

IV. Átomo de Rutherford: o átomo consiste em um núcleo pequeno que compreende toda a carga positiva

e praticamente a massa do átomo, e também de uma região extranuclear, que é um espaço vazio onde só

existem elétrons distribuídos.

Referência

SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Modelos atômicos"; Brasil Escola. Disponível em:<

https://brasilescola.uol.com.br/fisica/modelos-atomicos.htm. Acesso em 03 de abril de 2020.>

DIAS, Diogo Lopes. "Modelo atômico de Thomson"; Brasil Escola. Disponível em:

<https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-atomo-thomson.htm. Acesso em 03 de abril de 2020.>

SOUZA, Líria Alves de. "O átomo de Bohr"; Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-atomo-bohr.htm. Acesso em