Modelos at�micos e suas principais teorias que caem no Enem e Vestibulares

 

Um dos assuntos mais b�sicos (e menos complexos) das aulas de qu�mica � a introdu��o para um universo gigante de elementos, equa��es, rea��es e f�rmulas: os �tomos. A constitui��o da mat�ria � algo que intriga o ser humano desde as civiliza��es mais antigas - fil�sofos, matem�ticos, artistas tentaram entender o que seria a origem de tudo, e alguns deles tiveram ideias bem-sucedidas e aceitadas pelas comunidades cient�ficas.

 

Vamos falar, ent�o, sobre as principais teorias que explicam as estruturas at�micas. Este � um assunto que, apesar de parecer f�cil e simples, sempre se encontra presente nos vestibulares e, claro, no ENEM, e � um tema escorregadio, facilitador de confus�es entre as teorias e os te�ricos. Por isso, aqui voc� entender� quais s�o cada um desses estudos e saber� quem foi que trouxe a n�s cada um deles.

 

 

O estudo de John Dalton (1766-1844), qu�mico, metereologista e f�sico, foi um dos pioneiros a defender que a mat�ria � composta por diversas pequenas part�culas, e a primeira aceita cientificamente com grande notoriedade.

 

Os experimentos de Dalton o levaram �s seguintes afirma��es: os �tomos s�o esf�ricos, indivis�veis e permanentes, n�o podendo ser criados nem destru�dos, os �tomos t�m carga el�trica neutra, os �tomos de um elemento s�o iguais em massa e em propriedades qu�micas, enquanto �tomos de elementos diferentes diferem em tais caracter�sticas, as rea��es qu�micas s�o uma reorganiza��o dos �tomos, pois �tomos de um elemento n�o se convertem em �tomos de outros, e os compostos s�o formados pela combina��o de �tomos em propor��es diferentes.

 

A chave para saber a teoria de Dalton � de lembrar que seus estudos indicaram que a estrutura dos �tomos � semelhante a uma bola de bilhar ou at� a uma bola de gude, compartilhando com sua teoria as caracter�sticas maci�as e “duras”.

 

As principais falhas hoje apontadas por qu�micos para a teoria de Dalton � a exist�ncia de is�topos, a exist�ncia do n�cleo, dos orbitais e dos n�veis de energia, o fato de que �tomos podem, sim, ser alterados durante rea��es, como em sua carga el�trica, ganhando ou perdendo el�trons, al�m da pr�pria inexist�ncia da men��o dos el�trons em sua teoria.

 

 

Ganhador de um Nobel de f�sica em 1906, Joseph John Thomson (1856-1940) criou sua teoria ao realizar experimentos sobre raios cat�dicos. Seus estudos levaram-no a descobrir a exist�ncia da carga el�trica nos �tomos, isto �, os el�trons, ao verificar raios que podiam ser interpretados como feixe de part�culas com energia el�trica negativa. Isso o levou a estabelecer tamb�m a rela��o carga/massa do el�tron, concluindo que constitu�am todo tipo de mat�ria, j� que tal rela��o era a mesma para qualquer g�s testado.

 

Seu modelo hoje � conhecido como pudim de passas ou ameixas, j� que reconhece a divisibilidade do �tomo e o considera um aglomerado composto de uma parte de part�culas positivas pesadas, que s�o os pr�tons, e outra de part�culas negativas mais leves, os el�trons, as quais se localizam em meio a um “pudim” de part�culas positivas. Al�m disso, por afirmar tamb�m que os el�trons estavam distribu�dos em an�is que se movimentavam em �rbitas em volta da esfera de pr�tons.

 

Algumas das falhas apresentadas em seu modelo s�o, novamente, a aus�ncia do n�cleo, dos orbitais e n�veis de energia, os el�trons sem energia quantizada e a falta de explica��o sobre a estabilidade eletrost�tica do �tomo, j� que muitas part�culas negativas pr�ximas umas das outras deveria causar uma repuls�o.

 

 

O cientista neozeland�s Ernest Rutherford (1871-1937), realizando experimentos com radioatividade, descobriu que o �tomo n�o era uma part�cula maci�a, como havia afirmado Dalton. Ao lan�ar part�culas %u2C81 positivas a partir do elemento radioativo pol�nio sobre uma l�mina fina de ouro, Rutherford notou que alguns feixes atravessaram o elemento, enquanto outros poucos sofreram um desvio em seu caminho ou at� refletiram.

 

Este fato foi explicado por ter havido uma repuls�o das cargas positivas das part�culas %u2C81 com uma regi�o tamb�m positiva. Assim, ele concluiu que, dentro do �tomo, haveria um grande espa�o vazio onde os el�trons se posicionavam (denominada eletrosfera), mas um pequeno e denso n�cleo onde se encontravam os pr�tons - um espa�o 10.000 ou 100.000 vezes menor que o pr�prio �tomo.

 

Al�m disso, o cientista surgiu com a ideia de que os el�trons se movimentavam em trajeto circular ao redor do n�cleo, pois, caso estivessem parados, se chocariam com as part�culas positivas. Seu modelo ficou conhecido por ser semelhante ao sistema solar. A �nica falha apontada para a teoria do cientista � a n�o explica��o, novamente, de como o �tomo se mantem est�vel eletricamente.

 

 

Niels Bohr resolveu aperfei�oar o modelo de estrutura at�mica trazido por Rutherford, surgindo da� o modelo conhecido como Rutherford-Bohr. Ele criticou a teoria do cientista pois, de acordo com a f�sica cl�ssica, o �tomo n�o poderia existir de tal forma, j� que seus el�trons perderiam energia e cairiam no n�cleo. Assim, Bohr sua teoria sobre distribui��o e movimenta��o dos el�trons baseado na teoria qu�ntica proposta por Max Planck.

 

Ele prop�s as seguintes afirma��es: os el�trons se movimentam em �rbitas circulares ao redor do �tomo, chamadas de camadas eletr�nicas ou n�veis de energia, cada camada permitida possui uma energia diferente, ao receber energia, o el�tron pode saltar para uma camada mais energ�tica, o que faria do �tomo algo inst�vel, e o el�tron pode voltar � sua camada original, mas para isso emitir� energia em forma de luz ou calor.

 

Assim, Bohr criou um modelo baseado na exist�ncia de diferentes n�veis de energia, sendo que, quanto mais distante do n�cleo, maior sua carga el�trica, e dividiu estes n�veis em 7 camadas, as quais recebem as letras K, L, M, N, O, P, Q.

 

Algumas falhas notadas sobre seu modelo correspondem � falta de explica��o de por que o el�tron possui energia constante e das rea��es qu�micas. � interessante adicionar que, em 1932, o cientista James Chadwick descobriu a exist�ncia dos n�utrons no �tomo.

 

 

 

A institui��o � refer�ncia em BH e est� comemorando em 10 anos da sua funda��o em 2023. Sua metodologia � baseada no Sistema de Aprendizado para auxiliar cada aluno(a) em sua individualidade.

 

A escola � l�der de aprova��es nos cursos mais concorridos, como Medicina. No Sisu de 2023 ficou em 1º na UFMG da Minas Gerais entre os pr�-vestibulares para o curso de medicina, al�m do 1º lugar em medicina na Ci�ncias M�dicas nos anos 2021, 2022 e 2023. A institui��o acreditar que em um mercado altamente competitivo estudar em uma Universidade reconhecida pela sua compet�ncia e qualidade � de grande import�ncia para o sucesso de seus alunos.