Já no século V a.C., o filósofo grego Demócrito sustentava que toda a matéria era composta por partículas muito pequenas e indivisíveis a que chamou átomos.
Esta teoria, embora tenha continuado a ser referida ao longo dos tempos, não foi aceite por outros filósofos da Antiguidade.
Só cerca de 2000 anos depois é que as ideias atomistas foram retomadas (agora com cariz científico), tendo sido o cientista inglês John Dalton, em 1808, a dar com precisão a definição de átomo.
Modelo atómico de Dalton
Para Dalton, o átomo de cada elemento era uma esfera indivisível.
Demócrito
Em baixo: Dalton
Segundo o modelo de Dalton:
Todos os átomos de um dado elemento químico são idênticos, tendo o mesmo tamanho, massa e propriedades químicas.
Os compostos são constituídos por átomos de mais de um elemento.
Todas as reações químicas consistem na separação e combinação de átomos e nunca na criação ou destruição de átomos.
Fonte:CHANG, Raymond, Química, McGraw-Hill
Modelo atómico de Thomson
A descoberta do eletrão:
Com a invenção do tubo de raios catódicos (o precursor do tubo que viria a ser utilizado nos televisores), foi possível, ainda no século XIX, concluir que o átomo era constituído por partículas ainda mais pequenas, as partículas subatómicas.
No final do século XIX, Joseph J. Thomson (1856-1940) foi estudar, no tubo de Crockes, as descargas elétricas produzidas quando se submetia a altas voltagens um gás a baixa pressão.
Nestas condições, observava-se um fluxo luminoso que partia do cátodo (pólo -), em direcção ao ânodo (pólo +).
Thomson realizou uma série de experiências para estudar as propriedades dos raios provenientes do cátodo.
Observou que os raios catódicos eram desviados quer por campos elétricos, quer por campos magnéticos, tendo concluído que estes possuíam carga elétrica.
No vídeo abaixo podes observar o desvio sofrido pelos raios catódicos ao entrarem num campo magnético. Tendo em conta a direção do campo magnético, podemos concluir que o feixe tem de ser composto por partículas de carga negativa.
Após realizar várias experiências, Thomson concluiu que os raios catódicos eram os mesmos, independentemente do material do cátodo ou do gás utilizado.
Conclusão:
A partícula que tinha descoberto, o eletrão, existia em todos os diferentes materiais de cátodo que ele examinou. Ou seja, é um componente de toda a matéria.
Modelo: O "Pudim de passas"
No modelo atómico de Thomson, o átomo seria composto por uma massa difusa de carga positiva onde se encontravam os eletrões, de carga contrária.
Modelo atómico de Rutherford
(Modelo nuclear)
Em 1911, Ernest Rutherford decidiu testar o modelo atómico de Thomson.
Para isso, bombardeou uma fina folha de ouro com partículas α (alfa), provenientes de uma fonte radioactiva (polónio).
(Partículas alfa: núcleos de átomos de hélio, He2+)
De acordo com o modelo atómico de Thomson, as partículas alfa deveriam sofrer poucos ou nenhuns desvios.
O que aconteceu, porém, é que, apesar de a grande maioria das partículas α atravessarem, imperturbadas ou com pequenos desvios em relação à trajectória inicial, a folha de ouro, algumas partículas sofriam deflexões significativas, podendo mesmo retroceder para a fonte.
Rutherford, ao saber destes resultados, declarou:
"Era tão inesperado como disparar um canhão de 15 polegadas contra uma folha de papel e ser atingido pelo projéctil".
Para explicar os resultados da experiência, Rutherford sugeriu um novo modelo para o átomo.
Segundo este modelo,
o átomo era sobretudo espaço vazio (por esta razão, a maioria das partículas alfa atravessavam a folha de ouro como se ela não existisse) e a
carga positiva estaria concentrada numa pequena zona central do átomo, o núcleo.
Uma partícula alfa que passasse junto do núcleo, seria repelida (não esquecer que as partículas alfa têm carga positiva) e sofreria um grande desvio.
Modelo atómico de Bohr
O dinamarquês Niels Bohr, duvidou da validade do modelo planetário de Rutherford uma vez que os eletrões, girando em torno do núcleo, perderiam energia, emitindo fotões, e iriam cair no núcleo.
Bohr sugeriu que apenas certas órbitas estáveis seriam permitidas aos eletrões.
Os eletrões que descreviam órbitas de maior raio, teriam mais energia.