Química Geral e Inorgânica - Átomo

O que é um átomo?

A visão moderna de átomo veio de muitos campos da química e da física. A idéia de átomo veio de muitos campos da filosofia e ciência da Grécia Antiga e dos resultados da Química dos séculos 18 e 19.

A teoria atômica de Dalton formou a base da química naquela época. Dalton imaginou os átomos como pequenas esferas com ganchos. Por meio desses ganchos, um átomo poderia se combinar com outro em proporções definidas. Mas alguns elementos poderiam se combinar para criar compostos diferentes (por exemplo, hidrogênio + oxigênio criam água ou peróxido de hidrogênio). Por isso, Dalton não conseguia definir a quantidade de cada átomo nas moléculas de cada substância específica. A água tinha um oxigênio com um hidrogênio ou um oxigênio com dois hidrogênios? Esse problema foi resolvido quando os químicos descobriram como pesar os átomos.

fonte: Craig C. Freudenrich, Ph.D..  "HowStuffWorks - Como funcionam os átomos".  Publicado em 01 de fevereiro de 2001  (atualizado em 06 de maio de 2008)

http://ciencia.hsw.uol.com.br/atomos1.htm  (17 de outubro de 2010)

Concluindo podemos dizer que o átomo é a menor partícula que pode existir de um elemento, ou as pequenas unidades que o constituem.

E o que seria um elemento químico?

Denomina-se elemento químico todos os átomos que possuem o mesmo número atômico (Z), ou seja, o mesmo número de prótons.

Modelo atômico

Ao desenrolar da história, diversos cientistas e estudiosos tentaram definir o átomo quanto a sua forma, dando origem a diversas teorias sobre sua constituição física. Surgiram, então, os modelos atômicos.

 

 

Modelo de Dalton (bola de bilhar) – 1803

Para John Dalton, a teoria de Leucipo e Demócrito era bastante coerente. Segundo este modelo, os átomos eram as menores partículas possíveis, assumiam formas esféricas e possuíam massa semelhante caso fossem correspondentes ao mesmo elemento químico.

Modelo de Thomson (pudim de passas) – 1897

Através da descoberta do elétron (partícula constituinte do átomo com carga elétrica negativa), o modelo de Dalton ficou defasado. Assim, com os estudos de Thomson, um novo modelo foi idealizado.

De acordo com este novo modelo, o átomo era uma esfera maciça de carga elétrica positiva incrustada com elétrons. Tornando-se assim eletricamente neutro.

Modelo de Rutherford-Bohr (sistema planetário) – 1908/1910

Rutherford ao bombardear partículas alfa sobre uma lâmina de ouro percebeu que a maioria atravessava a lâmina. Enquanto que uma menor parte sofria pequeno desvio, e uma parte ínfima sofria grande desvio contrário à trajetória.

A partir desse experimento, foi possível perceber que os átomos não eram maciços como se pensava, mas dotados de grande espaço vazio. Assim como, que eram constituídos por um núcleo carregado positivamente e uma nuvem eletrônica carregada negativamente. Essa nuvem eletrônica era composta por elétrons que giravam em órbitas elípticas ao redor do núcleo (assim como os planetas ao redor do sol).

Também constatou-se que a maior parte da massa de um átomo se concentra no núcleo. 

Estrutura de um átomo

Os átomos são constituídos por partículas subatômicas menores denominadas: neutrôns, prótons e elétrons. Investigando estas estruturas, podemos ver como os elementos diferem uns dos outros, já que as diferenças dependem do número de cada partícula subatômica nos átomos.

As partículas subatômicas, são divididas em duas regiões distintas do átomo: no núcleo são encontrados os nêutrons e prótons e na eletrosfera, encontram-se os elétrons:

Núcleo

Rutherford, em 1909, baseado nos dados obtidos em suas experiências com átomos de ouro, propôs um modelo para o átomo constituído de um núcleo, que continha a maior parte da massa do átomo e apresentava carga positiva, com os elétrons distribuídos fora desse núcleo. As partículas carregadas positivamente dentro do núcleo são os prótons.

Prótons

Partícula constituinte do átomo localizada dentro do núcleo com carga elétrica positiva (+). O número de prótons estabelece o número átomico (Z).

Rutherford havia observado que apenas cerca de metade da massa nuclear podia ser justificda pela quantidade de prótons. Sugeriu, portanto, que partículas de carga zero e de massa aproximadamente igual a dos prótons também estavam no núcleo. Por terem carga neutra, foram denominadas nêutrons, que possuem uma massa ligeiramente maior que a do próton.

Nêutrons

Partículas de carga zero e por isso sua presença não afeta a carga nuclear, nem o número de elétrons no átomo.

Eletrosfera

É a região externa do átomo onde se localizam os elétrons.

Elétrons

Partículas contituintes do átomo, que giram em torno do núcleo do átomo e possuem carga elétriva negativa. Sua massa é 1840 vezes menor que a massa do próton. Sua carga é contrabalanceada pela carga dos prótons, de modo que em condições normais, ou seja, no seu estado fundamental e neutro, o número de elétrons é igual ao número de prótons (as cargas negativas são iguais à positivas). Isto acontece porque a carga positiva no núcleo cancela exatamente a carga negativa da vizinhança eletrônica. Então, para cada elétron na eletrosfera (carga negativa), deve haver uma partícula carregada positivamente dentro do núcleo.

Por terem cargas opostas, os prótons e elétrons não se atraem, porque os elétrons estão em movimento circular orbital muito rápido, e assim, não conseguem ser atraídos pelos prótons o núcleo.

Já os prótons dentro do núcleo, por terem carga positiva, não se repelem, porque os nêutrons neutralizam as repulsões dos prótons, ele segura o núcleo parado, estático, enquanto os elétros se movimentam na eletrosfera.

Propriedades das maiores partículas encontradas em um átomo: