Modêlos Atômicos
Introdução
Alguns conceito básicos de física são necessários para
compreendermos certos fenômenos físicos.
No caso de estudos da matéria é necessário compreender
como se estruturam átomos e moléculas e a partir deste
conhecimento discutir as suas propriedades e aplicações
tecnólgicas. O ponto de partida será a abordagem do
modêlo atômico de Bohr aplicado ao átomo de hidrogênio.
Este modêlo pode explicar com base em uma nova
mecânica, chamada de Mecânica Quântica, vários
fenômenos que a mecânica Clássica era incapaz de tratar.
Modêlo de J.J. Thompson e E. Rutherford
No século XIX, aceita por parte da comunidade científica, os cientistas
consideravam que os elementos químicos eram constituídos de átomos, a
menor parte da matéria e pouco se conhecia de sua estrutura. Neste mesmo
século descobriu-se o elétron e foi lançado o conceito de que os átomos
deveriam conter elétrons. O problema é que a matéria é neutra e como
consequência os átomos que a constitue. Portanto cada átomo deveria ter uma
carga positiva para contrabalançar a carga dos elétrons.
A primeira proposta foi dada por J. J. Thompson em 1904 onde o átomo era
constituído de uma certo volume esférico, onde as cargas negativas estavam
distribuídas dentro deste volume.
Em 1909 , os cientistas , Hans Geiger e E. Marsden, testaram o
modêlo de Thompson com uma experiência proposta por Rutherford;
aluno de Thompson. A experiência mostrou que algumas partículas
alfa eram retro espalhadas o que não era possível ser explicado com o
modêlo de Thompson.
Os resultados experimentais de Rutherford o levaram a propor um
novo modêlo para o átomo. Neste modêlo o núcleo era pequeno e
rodeado pelos elétrons, como o sistema solar. A carga deste núcleo
deveria ser positiva e ser rodeada por elétorns cuja carga
contrabalançava a carga do núcleo.
No entanto o modêlo nâo conseguia explicar o porque dos elétrons não
serem atraídos para o centro do núcleo como previa o
eletromagnetismo. E que a carga em movimento emite radição.
Modêlo de Bohr- o átomo de
hidrogênio
Em 1913, Niels Bohr, físico dinamarquês e aluno de Rutherford, propôs um
modêlo baseado em princípios da mecânica quântica, explicando a
estabilidade do átomo de hidrogênio e o fato de que somente algumas
linhas do espectro do átomo de hidrogênio eram observadas.
O primeiro conceito era o de que o elétron poderia orbitar o núcleo sem
irradiar energia.
O segundo conceito era o de que o elétron poderia passar de uma órbita
para outra no átomo de hidrogênio através da absorção ou emissão de uma
quantidade de energia extamente correspondente à diferença de energia
entre as órbitas.
Espectros Atômicos
A presença de níveis definidos e discretos de emissão de
energia no átomo de hidrogênio forneceu uma explicação
que estivesse de acordo coma s observações
experimentais de Balmer em 1885.
Conclusão
O modêlo atômico básico do átomo de hidrogênio descreve de
maneira análoga todos os demais elementos atômicos. Cada
átomo possui uma característica própria, ou seja, níveis de
energia que podem ser ocupados por elétrons. Cada átomo tem o
seu espectro de absorção ou emissão como se fosse uma
assinatura.
Analogamente aos átomos, em materiais complexos como uma
molécula podemos por meio de técnicas de espectroscopia
identificar os átomos que estão presentes na molécula e também a
sua composição. Em geral para evitar problemas com interações
com átomos vizinhos é comum , quando possível gaseificá-los e
estudar os seus espectros de absorção ou emissão.
Exemplos de gemas
Be3Al2(SiO3)6
Na3Ca(Si3Al3)O12(SO4
).
Al2O3