História da teoria atómica: Modelo atómico de Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr

História da teoria atómica

Nem sempre o ser humano pensou que o átomo é como o conhecemos actualmente. Foi uma ideia que evoluiu ao longo dos anos. Apesar do primeiro modelo atómico ter sido apresentado já no século XIX, a ideia de que a matéria é feita de pequeníssimos corpúsculos surgiu há muito, muito tempo.

Na Grécia Antiga, século V a. C., o filósofo grego Leucipo e seu discípulo Demócrito imaginaram a matéria como sendo constituída por pequeníssimas partículas indivisíveis – os átomos, como lhes chamaram. Concluíram que a matéria não poderia ser infinitamente divisível. Se a partíssemos várias vezes, chegaríamos a uma partícula muito pequena, indivisível e impenetrável a que se denominou átomo.

Esta é uma palavra de origem grega que deriva de a + thomos, que significa “sem divisão”.  Era uma ideia muito avançada para esta altura, mas não havia possibilidade de fazer observações que a pudessem apoiar.

Só muito mais tarde, com a evolução da tecnologia é que foi possível obter evidências experimentais.

Assim, esta ideia de que os átomos seriam pequenas partículas indivisíveis perdurou mais de vinte séculos.

Como é o átomo? De que é feito? São questões que levaram ao desenvolvimento de diferentes teorias que são conhecidas por modelos atómicos.

Modelo atómico de Dalton

John Dalton viria a apresentar um primeiro «modelo» para o átomo. Para Dalton, o átomo era uma pequena esfera maciça, constituinte de toda a matéria.

A teoria atómica de Dalton assentava nas seguintes hipóteses:

• A matéria era formada por partículas muito pequenas designadas por átomos.
• Os átomos eram indivisíveis e indestrutíveis.
• Os átomos de um mesmo elemento eram iguais.
• Os átomos de elementos diferentes eram diferentes.
• Os átomos de diferentes elementos combinavam-se entre si formando compostos.

Fig. 1 – Modelo atómico de Dalton

Modelo atómico de Thomson

Entretanto, no fim do século XIX determinou-se uma série de factos que esclareciam a estrutura composta dos átomos e a possibilidade de se transformarem. Trata-se, em primeiro lugar, da descoberta do electrão pelo físico inglês Joseph Thomson, em 1897. Para Thomson, o átomo teria o aspecto de um «pudim (bolo) de passas», seria uma esfera maciça de carga positiva, uniformemente distribuída, onde se encontrariam espalhados os electrões com carga negativa.

Depois de vários estudos, concluiu-se que os electrões apresentavam carga negativa. No entanto, os átomos não possuem carga eléctrica, são electricamente neutros. Concluiu-se, então, que os átomos continham, para além dos electrões, partículas com carga positiva. Por outras palavras, os átomos são formações compostas que se constroem a partir de unidades estruturais mais pequenas.

Fig. 2 – Modelo atómico de Thonsom

Modelo atómico de Ruttherford

Para examinar a hipótese de Thomson e para determinar com maior exactidão a estrutura interna do átomo, Rutherford realizou uma série de experiências e em 1911 propôs o modelo nuclear do átomo, segundo o qual o átomo é composto por um núcleo carregado positivamente, no qual está concentrada a parte dominante da massa do átomo e por electrões que giram em volta dele em órbitas circulares bem definidas, tal como os planetas em volta do Sol (modelo planetário).

A carga positiva do núcleo é compensada pela carga negativa, resultante dos electrões, de modo que o átomo no seu todo é neutro. Portanto, o número de protões no núcleo é igual ao de electrões, daí o átomo passa a ser um sistema electricamente neutro (p⁺ = e^–).

Fig. 3 – Modelo atómico de Rutherford

Contudo, o modelo atómico de Rutherford, apesar de inovador, continha algumas limitações que irá estudar mais tarde.

Modelo atómico de Bohr

Partindo do modelo nuclear do átomo de Rutherford, em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr adoptou uma analogia com o sistema solar, com os electrões a descreverem órbitas em torno do núcleo, mas acrescentando que só determinadas órbitas seriam possíveis, correspondendo maior energia aos electrões que descreviam órbitas com raios maiores. Este modelo, apesar de apresentar limitações, seria importante para o desenvolvimento de conceitos da estrutura atómica.

Para Bohr os electrões não podem ser encontrados entre as órbitas, porém, pode saltar de uma Orbita para outra mediante absorção ou perda de energia.

Com efeito chamou às órbitas de níveis de energia (n) que correspondem às camadas que são representadas por letras K, L, M, N, O, P, Q.

Modelo atómico de Bohr

SILVA, Filomena Neves. Q9 – Química 9ª Classe. 2ª Edição. Texto Editores, Maputo, 2017.