Louis Victor de Broglie e Werner Heisenberg

Louis Victor de Broglie

 

Louis Victor de Broglie e Werner Heisenberg, reunindo os conhecimentos de seus predecessores e contemporâneos, acabaram por desenvolver uma nova teoria do modelo atômico, além de postular uma nova visão, chamada de mecânica ondulatória.
Fundamentada na hipótese proposta por Broglie onde todo corpúsculo atômico pode comportar-se como onda e como partícula, Heisenberg, em 1925, postulou o princípio da incerteza.
A ideia de órbita eletrônica acabou por ficar desconexa, sendo substituída pelo conceito de probabilidade de se encontrar num instante qualquer um dado elétron numa determinada região do espaço.
O átomo deixou de ser indivisível como acreditavam filósofos gregos antigos e Dalton. O modelo atômico portanto, passou a se constituir na verdade, de uma estrutura mais complexa.

Modelo atômico de Schrodinger

O movimento do elétron ao redor do núcleo atômico foi descrito pela primeira vez em 1927 pelo físico teórico austríaco Erwin Schrodinger, por intermédio de equações matemáticas que relacionam a natureza da partícula, a carga, a energia, e a massa do elétron, propondo o Modelo Atômico de Schrodinger.
De acordo com esse novo modelo atômico, o elétron é uma partícula-onda que se movimenta no espaço, mas estará com maior probabilidade no interior de uma esfera concêntrica ao núcleo (orbital). Devido à sua velocidade, o elétron permanece dentro do orbital, assemelhando-se a uma nuvem eletrônica.
Para tanto, são aplicados os números quânticos, que são códigos matemáticos que permitem que cada elétron seja caracterizado pela sua quantidade de energia. Essa caracterização de cada elétron no átomo é feita por quatro números quânticos: principal, secundário, magnético e spin. Num mesmo átomo, não há dois elétrons com números quânticos iguais.

• Principal (n) – número inteiro que varia de 1 a 7. O número quântico principal indica a qual nível de energia pertence o elétron, sendo assim, quando o valor de n aumenta, a energia do elétron também aumenta, e ele se distancia do núcleo. Corresponde às sete camadas K, L, M, N, O, P e Q do modelo de Rutherford-Bohr.
• Secundário (l) – associa-se ao subnível de energia do elétron. Esse número assume os valores 0, 1 2 e 3, no entanto, normalmente é descrito pelas letras s, p, d e f, respectivamente.
• Magnético – faz referência ao orbital em que o elétron é encontrado, pois cada subnível é formado por diversos orbitais (apenas o subnível s possui apenas 1 orbital).
  Seus valores alteram de – a + , incluindo o 0.
  Subnível s: 0
  Subnível p: -1 0 1
  Subnível d: -2 -1 0 1 2
  Subnível f: -3 -2 -1 0 1 2
• Spin – associa-se à rotação do elétron. Esse número quântico é usado para diferenciar os elétrons de um mesmo orbital. Como há somente dois sentidos possíveis, o spin adota exclusivamente os valores -1/2 e +1/2, o que indica 50% de probabilidade de um elétron estar girando em cada sentido.

O átomo de Bohr

Niels Bohr (1885-1962).

O dinamarquês especialista em física atômica Niels Bohr, nasceu em 1885, e faleceu em 1962. No ano de 1913, estabeleceu o modelo atômico sistema planetário 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 e chegou ao modelo do átomo como 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 átomo de Rutherford

Modelo atômico de Rutherford

O cientista Ernest Rutherford, nascido na Nova Zelândia, propôs um modelo atômico baseando-se em experimentos com radioatividade. Através de seus estudos concluiu que elementos são radioativos e emitem radiação de alta energia em forma de partículas alfa, partículas beta e raios gama. Para comprovar essa Teoria ele realizou um experimento bem curioso, veja:




Um fluxo de partículas alfa (α) é emitido pelo elemento radioativo Polônio (Po) (fonte de partículas alfa) em lâminas de ouro. Ele observou que as partículas alfa atravessavam a lâmina em linha reta, mas algumas se desviavam e se espalhavam.
Mas porque somente algumas partículas se desviavam enquanto as outras atravessavam a lâmina em linha reta?
Somente em 1911, Rutherford esclareceu esse fato. Ele decifrou o que os resultados experimentais realmente significavam:

1. Na eletrosfera dos átomos de ouro existem espaços e algumas partículas atravessavam a lâmina passando por tais espaços.
2. As partículas alfa se desviavam porque colidiam com o núcleo dos átomos de ouro.
3. O núcleo é positivo, por isso repele as partículas alfa de carga positiva.
4. O núcleo é pequeno em relação ao átomo.
Através dessas observações, Rutherford criou seu próprio modelo atômico que acabou substituindo o modelo de Thompson.

Teoria Atômica de John Dalton

Nascido em Eaglesfield, Crumbria, em 6 de setembro de 1766, foi químico e físico inglês, fundador da teoria atômica moderna. É considerado como um excepcional pendor para o magistério, dedicou-se ao ensino e à pesquisa, com apenas 12 anos, substituiu seu professor John Fletcher, na Quaker’s School de Springfield. Em 1781 transferiu-se para Kendal, onde lecionou numa escola fundada por seu primo, George Bewley. Partiu para Manchester em 1783, onde estabeleceu-se definitivamente. Seu nome, contudo, passou à história da ciência pela criação da primeira teoria atômica moderna
John Dalton foi um químico, meteorologista e físico inglês. Foi um dos primeiros cientistas a defender que a matéria é feita de pequenas partículas, os átomos. Dalton concluiu que toda matéria, não apenas gases, deve se consistir de diminutas partículas. Reviveu, assim, a antiga teoria atomista e elaborou a primeira tabela de pesos atômicos, anunciando seus resultados em 1803. Ao fim de sua vida, sua teoria atômica estava amplamente difundida entre a comunidade química e reconhecida pelo rei da Inglaterra com a Medalha Real.

                                                      

                                                      A LEI DE DALTON

 

A Lei de Dalton é uma famosa publicação, ela conta que as moléculas dos gazes não se atraem nem se repelem, o ar que respiramos é uma mistura gasosa homogênea.
Ela relata que consideremos uma mistura gasosa contida num recipiente rígido de volume V. Seja p a pressão exercida pela mistura.

Em uma mistura gasosa, a pressão de cada componente é independente da pressão dos demais, a pressão total ( P) é igual à soma das pressões parciais dos componentes.

 

Leucipo e sua teoria

Leucipo de Mileto (nascido em 500 a C.) e seu discípulo Demócrito de Abdera (460 a.C.) são geralmente apresentados juntos porque seus pensamentos constituem uma única doutrina reunida em vários textos conhecidos como a obra da escola de Abdera. Essa obra refere-se ao que chamamos de atomismo.

O átomo é para esses filósofos o elemento primordial da Natureza. São indivisíveis, maciços, indestrutíveis, eternos e invisíveis, podendo ser concebidos somente pelo pensamento, nunca percebidos pelos sentidos.

A natureza é composta por um número ilimitado de átomos. Os átomos podem existir de formas variadas e habitam uma outra forma de infinitude: o vazio. Neste, os átomos se agregam, se desagregam, se deslocam, formando os seres que percebemos pelos sentidos (movimento).

Significa dizer que segundo a teoria atomística, só existem átomos e vazio. Significa também que nossos sentidos percebem uma realidade transitória, mutável, mas ilusória, porque mesmo que apreendamos as mutações das coisas, no fundo, os elementos primordiais que constituem essa realidade jamais se alteram.

Assim, a mudança, a mutação, as transformações são explicadas pela agregação ou desagregação de elementos primordiais que somente conseguimos conhecer pelo pensamento. Não se trata de dizer que os sentidos provocam, então, ilusão, mas que o que sabemos pela percepção, por ser transitório, não se refere ao conhecimento, uma vez que o saber estaria em conhecer as formas dos átomos (se quadrada, redonda, triangular, etc.) para se compreender como cada umas destas designam uma qualidade dos objetos que percebemos (como por exemplo, um átomo triangular determinar uma cor ou um sabor).

Foi a partir da releitura desses pensadores que as pesquisas que culminaram com a descoberta do átomo pelos cientistas do século XIX (John Dalton e a seguir os modelos de Rutherford-Bohr) foram iniciadas. Porém, o átomo como nós o concebemos hoje já é subdivido em várias outras partículas como prótons, nêutrons e elétrons. Mas permanece o pensamento original de que a matéria ainda pode ter sua menor partícula indivisível.

 

  

Demócrito e a Teoria Atômica

 

Para Demócrito, as transformações que se podem observar na natureza não significavam que algo realmente se transformava. Ele acreditava que todas as coisas eram formadas por uma infinidade de “pedrinhas minúsculas, invisíveis, cada uma delas sendo eterna, imutável e indivisível”. A estas unidades mínimas deu o nome de ÁTOMOS. Átomo significa indivisível, cada coisa que existe é formada por uma infinidade dessas unidades indivisíveis.

Demócrito foi discípulo e depois sucessor de Leucipo de Mileto. A fama de Demócrito decorre do fato de ele ter sido o maior expoente da teoria atômica ou do atomismo. De acordo com essa teoria, tudo o que existe é composto por elementos indivisíveis chamados átomos (do grego, "a", negação e "tomo", divisível. Átomo= indivisível). Não há certeza se a teoria foi concebida por ele ou por seu mestre Leucipo, e a ligação estreita entre ambos dificulta a identificação do que foi pensado por um ou por outro. Todavia, parece não haver dúvidas de ter sido Demócrito quem de fato sistematizou o pensamento e a teoria atomista. Demócrito avançou também o conceito de um universo infinito, onde existem muitos outros mundos como o nosso.

Embora amplamente ignorado em Atenas durante sua vida, a obra de Demócrito foi bastante conhecida por Aristóteles, que a comentou extensivamente. É famosa a anedota de que Platão detestava tanto Demócrito que queria que todos os seus livros fossem queimados. Há anedotas segundo as quais Demócrito ria e gargalhava de tudo e dizia que o riso torna sábio, o que o levou a ser conhecido, durante o renascimento, como "o filósofo que ri" ou "o filósofo hilário".

Demócrito foi um escritor prolífico e Diógenes Laércio o menciona como autor de cerca de noventa obras. Dentre estas, destacam-se:

• Pequena ordem do mundo;
• Da forma;
• Do entendimento;
• Do bom ânimo;
• Preceitos.

No entanto, nenhuma obra de Demócrito sobreviveu até os tempos presente. Assim, tudo o que se sabe dele vem de citações e comentários de outros autores. Portanto, de sua imensa obra só restaram fragmentos (que totalizam 300) de suas teorias. A coletânea de fragmentos mais conhecida é a organizada por Hermann Alexander Diels, em sua obra Die Fragmente der Vorsokratiker (Os Fragmentos dos Pré-socráticos).