Experimento 2: Dimensão do átomo
Objetivos:
• mostrar ao aluno que os átomos são muito menores que a dimensão de
pequeno que eles têm em sua concepção e que a ciência trabalha com modelos
para facilitar a interpretação dos fatos e assim promover a descoberta de novos
conhecimentos;
• enfatizar a possibilidade de se estudar e representar qualquer objeto (ou
átomo) sem necessariamente visualizá-lo.
O Homem desde que nasce coleta informações do ambiente, como sons,
movimentos, textura (pelo tato), sabor, etc. Com base nas informações
acumuladas ao longo de sua vivência, ele interage com o meio, fazendo
previsões ou simplesmente usando o conhecimento adquirido para tornar
melhor e mais segura a sua vida. Uma pessoa comum usa o tempo todo este
acervo de conhecimento, chamado de senso comum, em seu dia-a-dia. Uma
criança recém-nascida ainda não tem a capacidade de prever acontecimentos,
pois não tem desenvolvido o “senso comum”. Assim ela pode, por exemplo,
colocar a mão em uma panela quente, mesmo vendo que sob a panela há uma
chama ardente. Um adulto prevê facilmente o acidente que pode acontecer
caso coloque a mão na mesma panela. Isto ocorre porque ele usa a sua
experiência acumulada para “prever” o que acontecerá. Este tipo de ação,
embora simples, envolve a utilização de um modelo conhecido: A chama causa
queimaduras e objetos metálicos em contato com a chama também causam
queimaduras. O conhecimento científico é construído de maneira semelhante. O
cientista usa o conhecimento acumulado para fazer previsões, ou para construir
um modelo que explique as suas observações. Embora o cientista também se
utilize do seu senso comum, ele necessita provar ou testar o seu modelo, pois
não raramente o senso comum falha.
Em uma atividade científica, sempre se parte de algo conhecido, ou
ainda esperado, para depois tentar prever as consequências. Inicialmente fazse um modelo do objeto a ser estudado. Baseandose neste modelo, elabora-se
a experimentação para testá-lo. Com os dados obtidos, o modelo é mantido
(quando satisfez as previsões) ou é alterado, criando-se um novo modelo para
descrever os fatos encontrados. Fazendo-se uma passagem rápida pelos
modelos já propostos para o átomo, encontramos: esfera maciça e indivisível,
esfera maciça QUÍMICA com cargas positivas e negativas, modelo planetário de
Rutherford e modelo de Rutherford-Bohr. Os modelos foram sendo substituídos,
pois já não descreviam e nem previam as novas descobertas que foram sendo
feitas. O modelo atômico atual é testado milhares de vezes todos os dias em
laboratórios do mundo todo. Por isso acreditamos ser o modelo uma excelente
representação do átomo. As mais recentes descobertas da ciência em relação
ao átomo ocorreram e ainda ocorrem, em nível principalmente da estrutura do
núcleo e, embora contribuam para aperfeiçoar o modelo atômico atual, não
devemos esperar mudanças radicais no modelo, como ocorreu no passado. O
objetivo dessa experimentação é fazer com que o aluno, pelo menos em algum
momento de sua vida acadêmica, perceba o quanto ele faz uso de modelos
para tentar interpretar os fatos de seu cotidiano. Cabe à você, professor,
abordar a importância da construção de modelos em ciência.
O desenho abaixo representa um bloco que contém várias substâncias.
Vamos interpretá-lo:
- A leitura do número de átomos em cada amostra é: dois sextilhões e
quinhentos e trinta quintilhões. Apesar de possuírem o mesmo número de
átomos de cobre ou carbono, as diferentes massas de cada amostra se
justificam por dois motivos:
a. Os átomos de cobre (fio) e carbono (grafite) possuem tamanhos diferentes.
b. No caso do sulfato de cobre (CuSO4) e do açúcar (C6H12O6), observe que a
massa da amostra corresponde à soma das massas dos diferentes átomos
constituintes da substância.
- Se os átomos de carbono, contidos no grafite do bloco, fossem do tamanho
do grão de arroz, que está dentro do bloco, (aproximadamente 0,6 cm de
comprimento) poderíamos fazer o trajeto de ida e volta entre o planeta Terra e
o Sol (fazendo uma fileira igual à do bloco), 50 milhões de vezes.
MATERIAIS

2
caixas
plásticas
(opacas)
de
tampas azul e
vermelha

1 borracha

1
lápis
sextavado

1 lápis redondo

1 clip para papel

1 chave

1 moeda

1
bolinha
de
gude
O que você acha do TAMANHO do átomo?
Não existe nenhum aparelho que nos permite visualizar como um átomo
realmente é.
Através
de
vários
experimentos
já
realizados,
chegou-se
a
representações de como o átomo pode ser. Chamamos estas representações de
Modelos Atômicos.
A construção de modelos é muito comum em nosso dia-a-dia e constitui
importante ferramenta de trabalho dos cientistas. Leia atentamente os
exemplos abaixo que ilustram diferentes situações onde são construídos
modelos
para
facilitar
a
compreensão
dos
fatos.
EXEMPLO Nº 1
Você retorna de uma longa viagem de férias e ao entrar na cidade nota
que várias árvores estão caídas. À medida que caminha nota que o chão está
molhado e que falta energia elétrica em uma parte da cidade. Há uma corrente
de ar suave e fria, embora esteja em pleno verão. Passa por você um carro do
corpo de bombeiros correndo muito e com a sirene ligada. São oito horas da
noite.
O que você supõe que aconteceu?
Você pode estimar quanto tempo faz que isto ocorreu?
EXEMPLO Nº 2
O diamante é o material mais duro que se conhece na natureza. Ele é
capaz de gastar qualquer outro material, quando esfregado contra ele, como o
alumínio, o ferro, o aço, o vidro, etc. Os químicos sabem que o diamante é feito
apenas com átomos de carbono. Porém sabemos que o grafite do lápis também
é feito apenas com átomos de carbono e, no entanto, o grafite é um dos
materiais menos duros na natureza.
O que você pode concluir a respeito das forças que mantém os átomos
de carbono unidos no caso do diamante e do grafite?
A seguir faremos uma experiência, que embora não envolva a natureza
ou as propriedades do átomo, servirá para termos uma idéia de como se
constroem modelos. O cientista trabalha de maneira parecida. Por isso é que
todas as informações a respeito do átomo podem ser obtidas, mesmo que não
possamos enxergá-lo.
No bloco que você recebeu existem informações que só podem ser
obtidas a partir de modelos, construídos de maneira análoga ao que você fará
agora.
CONSTRUÇÃO DE UM MODELO – ESSA É A TAREFA QUE VOCÊS
ALUNOS DEVEM REALIZAR !!!
Alguém fornecerá uma caixa de tampa vermelha contendo três objetos dos
materiais listados. Tente reproduzir a caixa de tampa azul com o conteúdo da
caixa de tampa vermelha.
1. Utilize todas as maneiras que achar necessárias (sons, peso, etc.) para
identificar o seu conteúdo, porém não abra a caixa de tampa azul nesta fase da
atividade.
2. Elabore uma lista com todos os materiais que você suspeita haver na caixa.
3. Abra a caixa de tampa azul e compare-a com a outra. Você construiu um
modelo igual ao original? Por quê?
Discussões – tarefa que os alunos devem realizar também
!!!!
1) Essa aula pode ser utilizada por químicos e físicos?
2) Em que contexto seria interessante realizar essa proposta?
3) Você mudou a sua idéia de átomo, modelo atômico?
4) A partir do experimento aqui proposto você deve elaborar uma teoria
qualquer e elaborar um modelo para tentar explicar a teoria formulada.
(trabalhem bem essa questão !!!)