Quem Foi Thomson E O Que Ele Descobriu?
O átomo é uma esfera, mas não maciça como propunha o modelo atômico de John Dalton;
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.
Resumo
Compreender os modelos atômicos é importante tanto para a Física, quanto para a Química. Contudo, é importante lembrar que todos eles são apenas modelos e teóricos e que não representam, necessariamente, o que é a natureza. Afinal, é impossível observar um átomo a olho nu. Atualmente, o modelo atômico aceito pela comunidade científica é o modelo atômico de Bohr.
O modelo do pudim de passas é o apelido do modelo atômico de Thomson. Para explicar os impactos na comunidade científica e os conceitos por trás dessa modelo, o professor Igor faz uma breve introdução histórica sobre os modelos atômicos e explica o que foi proposto por J. J. Thomson.
De estudante para estudante
- O que é o átomo e quais são suas características
- Camadas eletrônicas do átomo
- Substâncias puras e misturas, estrutura do átomo
- Tabela periódica interativa
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.
Chegamos então à concepção atual do átomo, onde um núcleo pequeno e maciço, composto de prótons de carga elétrica positiva e nêutrons sem carga elétrica, são envoltos por uma eletrosfera formada por elétrons de pouquíssima massa e carga elétrica negativa.
Ernest Rutherford e o experimento da folha de ouro
Alguns conceitos de Física e de Química podem ser muito abstratos. Principalmente aqueles que envolvem fenômenos que acontecem em escalas microscópicas. Por isso, as videoaulas são fundamentais para a compreensão total desses conteúdos. Dessa forma, veja os vídeos selecionados.
Em seguida, com Nelson Ernest Rutherford, físico neozelandês, que em 1911 rompeu em definitivo com o modelo grego antigo de átomo, com sua célebre experiência na qual bombardeou uma fina lâmina de ouro com partículas em alta velocidade, constatando que a maioria das partículas atravessava o ouro como se o metal não lhe oferecesse nenhum obstáculo ao trajeto.
O modelo nuclear do átomo
A principal diferença entre os dois modelos teóricos está no fato de que o modelo atômico de Rutherford assume que há uma eletrosfera, na qual os prótons estão orbitando o núcleo do átomo. Para Thomson, os elétrons estão dentro do núcleo.
É de Bohr a inclusão no modelo atômico da teoria quântica, que explicava como os diferentes níveis de energia na eletrosfera impediam os elétrons de cair como um meteoro no núcleo, o que fatalmente aconteceria se o átomo se comportasse apenas como um sistema solar, como Rutherford inicialmente propôs.
Ao realizar experimentos em um tubo de raios catódicos, J. J. Thomson concluiu que as cargas ejetadas dentro deste tubo possuíam massa. Ao longo de várias reproduções e estudos, Thomson foi capaz de observar que essas partículas tinham carga negativa, devido à sua interação com um campo elétrico. Tais partículas foram chamadas de elétrons.
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Mas nossa relação com os átomos começou de um modo mais simples. Na antiga Grécia, no século 4º. a.C., dois filósofos, Leucipo e Demócrito, observaram o comportamento da matéria e acharam interessante sua característica de poder ser dividida. Então, eles se fizeram a pergunta "o que acontece se uma porção de matéria for dividida continuamente?"
Primeiro com Thomson, que, pesquisando descargas elétricas em alto vácuo, descobriu os elétrons. Para ele, os átomos seriam compostos por um núcleo gelatinoso de carga elétrica positiva, no qual estariam incrustados os elétrons, de carga elétrica negativa.
Derrubada a ideia do átomo maciço e indivisível, coube ao mesmo Rutherford propor que nem mesmo o núcleo atômico se enquadrava nesta definição. Ao contrário, o núcleo seria formado por partículas ainda menores. Os de carga positiva receberam o nome de próton, sendo que o núcleo do hidrogênio - o mais simples dos elementos - seria composto de apenas uma destas partículas.
Principais pontos
O modelo atômico de Dalton foi aceito pela comunidade científica por quase um século. Suas bases foram abaladas com a proposição do modelo de Thomson. Para aprender quais são as diferenças entre os dois e entender como aconteceu a mudança na teoria aceita, assista ao vídeo do canal Ciência Todo Dia.
A proposição atomística de Thomson deixou de ser aceita pela comunidade científica quando houve a proposição do modelo atômico de Rutherford. Este segundo modelo explicava melhor os fenômenos que foram recém descritos. Por exemplo, o efeito fotoelétrico.
Já as representações do átomo podem variar bastante, conforme o modelo representado, desde o desenho clássico do modelo Rutherford-Bohr às representações mais sofisticadas que mostram os elétrons circulando em orbitais elípticos.
Videoaulas
J. J. Thomson foi um dos responsáveis por estudar a estrutura atômica. Além disso, seus estudos sobre os tubos de raios catódicos apontaram para a existência de partículas menores que o átomo. As quais foram interpretadas e nomeadas como os elétrons. Consequentemente, assumiu-se a existência dos prótons.
Com Dalton, os átomos deixaram de ser identidades físico-químicas genéricas e ganharam nomes próprios, conforme as substâncias que constituíam e às quais emprestavam suas propriedades. Assim as características do ferro eram decorrentes de este ser formado por átomos do ferro, que eram diferentes em suas características fundamentais, por exemplo, dos átomos do alumínio.
Problemas apontados para o átomo de Thomson
Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).
Para esquematizar o que foi estudado até aqui, nada melhor que um mapa mental sobre o tema. Por isso, veja o resumo esquemático feito a seguir. Com ele será possível revisar os conceitos sobre o modelo atômico de Thomson.
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;