TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA

Assim como o corpo humano é composto por células, a matéria é composta por átomos sendo que este é tido como a unidade fundamental da matéria. Demócrito de Albderea nasceu por volta do ano 460 a.C. na Grécia.

     No século IV a.C. Demócrito postulou a sua teoria atômica onde afirmava basicamente que o átomo era a menor partícula constituinte da matéria e não podia ser dividido, pois se fosse perderia suas propriedades. Através de Demócrito surgiu também a palavra átomo, que quer dizer:   a: não  tomos: cortar, dividir.

EVOLUÇÃO DO MODELO ATÔMICO

     Após Demócrito, surgiram vários outros modelos atômicos entre os quais estão:

   Modelo Atômico de Dalton (1776-1844)

            Segundo Dalton, o átomo poderia ser considerado como uma esfera sólida e contínua, indivisível e indestrutível.

  Modelo Atômico de Thomson (1898)

     Com a descoberta dos prótons e elétrons, Thomson propôs um modelo de átomo no qual os elétrons e os prótons, estariam uniformemente distribuídos, garantindo o equilíbrio elétrico entre as cargas positiva dos prótons e negativa dos elétrons.

  Modelo Atômico de Rutherford (1911)

          Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro (0,0001 mm) com partículas "alfa" (núcleo de átomo de hélio: 2 prótons e 2 nêutrons), emitidas pelo "polônio" (Po), contido num bloco de chumbo (Pb), provido de uma abertura estreita, para dar passagem às partículas "alfa" por ele emitidas. Envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora revestida de sulfeto de zinco (ZnS)

     A partir desse experimento nasceu a idéia que existiam espaços livres por onde passavam a maioria das partículas α a eletrosfera; e algumas desviavam e outras retornavam. Daí Rutherford concluiu que deveria existir algo extremamente pequeno e que tivesse massa que impedisse a passagem das partículas (o núcleo). Essas conclusões o levaram a supor que o átomo fosse como o nosso sistema solar.

Teoria Quântica

     De acordo com Max Planck (1900), quando uma partícula passa de uma situação de maior para outra de menor energia ou vice-versa, a energia é perdida ou recebida em "pacotes" que recebe o nome de quanta (quantum é o singular de quanta). O quantum é o pacote fundamental de energia e é indivisível. Cada tipo de energia tem o seu quantum.
    A Teoria Quântica permitiu a identificação dos elétrons de um determinado átomo, surgindo assim  os "números quânticos".

Equação de Max Planck:

Onde:

• h é a constante de Planck, h = 6,6256 x 10^-34 J s (no SI).
• n é freqüência de radiação (s^-1 = Hertz, Hz).

  Postulados de Niels Bohr (1913)

·                  Os elétrons movem-se em órbitas circulares em torno do núcleo atômico.

·                     Enquanto o elétron percorre determinada órbita, não absorve nem emite energia.

·                  Quando os elétrons passam de uma órbita para outra, um quantum de          energia é emitido; e quando retornam liberam um quantum de energia.

As órbitas com raios R₁ e R₂ representam dois estados estacionários. O elétron pode permanecer em cada um deles sem irradiar. Mas, recebendo energia suficiente o elétron passara para uma órbita mais energética e após algum tempo ele retorna para uma órbita menos energética, mais interna. Neste retorno o átomo emite fótons, cujas freqüências podem ser calculadas a partir da relação E=hf.

  Modelo Atômico de Sommerfeld (1916)

         Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld concluiu que os elétrons de um mesmo nível, ocupam órbitas de trajetórias diferentes (circulares e elípticas) a que denominou de subníveis, que podem ser de quatro tipos:  s, p, d, f.

  Contribuição de Broglie

        Em 1923, Louis Broglie mostrou através de uma equação matemática, que "qualquer corpo em movimento estaria associado a um fenômeno ondulatório". Desta maneira o elétron apresenta a natureza de uma partícula-onda, obedecendo assim, às leis dos fenômenos ondulatórios, como acontece com a luz e o som.

          

  Teoria da Mecânica Ondulatória (modelo atual)

 Em 1926, Erwin Shröringer formulou uma teoria chamada de "Teoria da Mecânica Ondulatória" que determinou o conceito de "orbital”.

    Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo onde existe a máxima probabilidade de se encontrar o elétron.

     Os orbitais possuem a seguinte forma:

   formas geométricas dos orbitais s, p e d.

  Principio da incerteza de Heisenberg (modelo atual)

    “É impossível determinar simultaneamente, a posição e a quantidade de movimento de um elétron em um dado instante com exatidão”.

     Nesse modelo o elétron é considerado como uma partícula-onda, conhecido dualidade elétrica, hora se comporta como partícula hora como uma onda eletromagnética. O modelo atômico atual se baseia na teoria da mecânica quântica e no principio da incerteza de Heisenberg.

O esquema abaixo mostra a representação dos modelos de Bohr e da nuvem eletrônica:

2.2 PARTÍCULAS ATÔMICAS FUNDAMENTAIS

     Sabendo-se da natureza elétrica da matéria, tem-se que levar em consideração um conceito de suma importância em todo estudo da química: o conceito de atração e repulsão entre cargas positivas e negativas.

     Se as cargas têm o mesmo sinal (ambas positivas ou negativas), então a força que atua entre elas é naturalmente repulsiva, ou seja, tende a afastá-las uma da outra. Quando as cargas possuem sinais contrários, então a força que opera entre elas é atrativa. Neste caso, a força provoca uma aproximação natural das cargas.

Componentes da estrutura atômica

     Para efeito de nosso estudo, os átomos são constituídos por:

• Prótons: partículas dotadas de carga elétrica positiva. A massa do próton é considerada igual a 1.
• Nêutrons: partículas desprovidas de carga elétrica. A massa do nêutron é considerada igual a 1.
• Elétrons: partículas dotadas de carga elétrica negativa, e que se movimentam continuamente em turno do núcleo atômico (prótons e nêutrons). A massa do elétron é cerca 1840 vezes menor que a massa de um próton, ou seja, possui massa desprezível.

     Além dos prótons, neutros e elétrons existem outras partículas subatômicas que não serão discutidas aqui. Mas para efeito de compreensão, basta apenas o conhecimento destas três partículas fundamentais para a compreensão da química de uma forma simples sem a necessidade do uso de cálculos avançados e uso de equações matemáticas complexas.