Química: Os principais modelos atômicos

Ao falar em átomo, devemos primeiramente lembrar que ninguém nunca viu um! O átomo é uma entidade muito, muito, muito pequena. Com o passar dos anos, o conhecimento científico vai se acumulando e novas tecnologias vão sendo desenvolvidas, possibilitando ter uma noção cada vez mais clara de como é e como funciona o átomo.

É por haver essa “evolução” do conhecimento da estrutura atômica, que temos diversos modelos atômicos. Vários cientistas já propuseram modelos. Segundo o dicionário Oxford de Filosofia, o termo “modelo” pode ser definido da seguinte maneira:

Representação de um sistema por outro, usualmente mais familiar, cujo funcionamento se supõe ser análogo ao do primeiro.

Ou seja, cada modelo atômico é uma representação, uma simulação do que acredita-se ser o átomo.

Vamos, agora, entender os principais modelos atômicos já propostos.

Modelo atômico de Dalton

Para Dalton, o átomo era uma partícula maciça, esférica e indivisível. Para comparação, ele descrevia o átomo como uma bola de bilhar, só que bem menor, de dimensão microscópica.

Vale lembrar que o nome “átomo” significa não divisível (a=não; tomo=parte) e foi utilizado pela primeira vez na Grécia Antiga por dois filósofos, Leucipo e Demócrito.

Modelo atômico de Thomson

No final do século XIX, Thomson realizou um experimento no qual percebeu que todas as partículas estavam carregadas de cargas elétricas negativas. Dessa forma, ele havia descoberto os elétrons. Essa descoberta fez com que Thomson percebesse que o átomo era divisível. Como o átomo é eletricamente neutro, não tinha como ele ser constituído apenas por elétrons. Assim, Thomson propôs um modelo atômico no qual o átomo fosse uma esfera maciça e positiva, com elétrons de carga negativa distribuídos na esfera. Pela descrição, esse modelo foi apelidado de “pudim de passas”.

Modelo atômico de Rutherford

Rutherford trabalhava com o polônio, um elemento radioativo. Em experimentos com partículas alfa, Rutherford percebeu que os átomos deveriam estar concentrados em núcleos. Com isso, Rutherford propôs o seguinte modelo: “o átomo é formado por um núcleo pequeno, com carga positiva, no qual se concentra quase toda a massa atômica. Ao redor do núcleo estão os elétrons, de carga negativa.”

Para explicar porque os elétrons não eram atraídos para o núcleo, já que são eletricamente opostos, Rutherford propôs uma comparação com o sistema solar, no qual os elétrons estariam girando em torno do núcleo em órbitas circulares e em alta velocidade, sendo mantidos pela aceleração centrípeta. Porém, como uma carga elétrica irradia energia, o elétron em movimento perderia velocidade e “cairia” no núcleo.

Modelo atômico de Bohr

As problemáticas surgidas com o modelo atômico de Rutherford foram superadas com o modelo de Bohr, após Chadwick “descobrir” o nêutron utilizando o Princípio de Conservação da Quantidade de Movimento. No modelo de Bohr, o núcleo do átomo é formado pelos prótons de carga positiva e nêutrons de carga neutra. Ao redor do núcleo, os elétrons de carga negativa giram, distribuídos em camadas de energia.

Modelo quântico

Atualmente, um novo modelo atômico é considerado válido: o modelo quântico. Utilizando princípios da Física Quântica, alguns cientistas como Heisenberg, Schrödinger e Dirac, propuseram um modelo no qual não se tem certeza da localização do elétron, ou seja, este não tem um lugar fixo ao redor do átomo, sendo formada uma nuvem eletrônica que representa a probabilidade de se encontrar um elétron num determinado local do espaço. Para estudar esse modelo atômico, é necessário um alto conhecimento de cálculo e física quântica. Por isso, para o Ensino Médio, é suficiente saber o conceito geral do modelo quântico, sendo que o principal modelo estudado é o de Bohr.