2.2: Estrutura Atómica
Visão Geral
Toda a matéria é composta por átomos, as menores unidades individuais dos elementos. Cada átomo é composto por três partículas subatómicas: protões, neutrões e eletrões. Juntas, essas três partículas constituem a massa e a carga de um átomo.
A História da Teoria Atómica
A primeira pessoa a propor que tudo na Terra é feito de partículas minúsculas foi o filósofo Grego Democritus, por volta de 450 A.C. Ele usou o termo atomos, grego para “indivisível”, do qual o termo moderno “átomo” é derivado. No entanto, a sua ideia não foi levada a sério na altura, e passaram muitos séculos antes de o conceito do átomo voltar. No século XIX, John Dalton propôs a teoria atómica que ainda está em grande parte correta hoje em dia. Ele apresentou cinco princípios para explicar como os átomos compunham o mundo ao nosso redor: (1) toda a matéria é composta por partículas infinitamente pequenas, ou átomos; (2) todos os átomos de um determinado elemento são idênticos uns aos outros e (3) são diferentes dos átomos de todos os outros elementos; (4) dois ou mais elementos podem combinar-se em uma razão fixa para formar um composto; e (5) átomos não podem ser criados ou destruídos por uma reação química, mas podem ser reorganizados para formar novas substâncias.
Descobrindo as Partículas Subatómicas Que Constituem o Átomo
Dalton só estava parcialmente correto sobre as partículas que compõem a matéria. Embora os átomos não possam ser quebrados ainda mais por processos químicos ou físicos comuns, eles são compostos por três partículas subatómicas mais pequenas. A primeira pista sobre a estrutura subatómica veio no final do século XIX, quando J.J. Thomson descobriu o eletrão. Os cientistas sabiam que a carga total de um átomo era neutra, mas o “modelo de pudim de ameixa” de Thomson tentou conciliar essa nova informação da existência de uma partícula negativamente carregada, sugerindo que os eletrões foram encontrados em uma área de carga positiva. Apenas alguns anos depois, Ernest Rutherford realizou uma experiência demonstrando que a maior parte da massa de um átomo está concentrada no núcleo, onde os protões são responsáveis pela carga positiva de um átomo, e os pequenos eletrões carregados negativamente compõem a maior parte do espaço fora do núcleo. Isso refutou o modelo de pudim de ameixa de Thomson e aproximou os cientistas do modelo familiar do átomo que conhecemos hoje. O neutrão foi descoberto mais tarde, em 1932, por James Chadwick. Esta peça final do puzzle significava que os cientistas tinham agora contabilizado toda a massa presente em um átomo com protões e neutrões, e toda a sua carga com protões e eletrões.
A Estrutura de um Átomo
Os protões são encontrados no núcleo de um átomo, têm carga positiva, e a massa de uma unidade de massa atómica (AMU) cada. O número de protões é igual ao número atómico na tabela periódica e determina a identidade do elemento. Os neutrões também são encontrados no núcleo. Eles não têm carga, mas têm a mesma massa que os protões e, portanto, contribuem para a massa atómica de um átomo. Os eletrões orbitam ao redor do núcleo em nuvens. Eles têm uma carga negativa e massa insignificante, pelo que contribuem para a carga total de um átomo, mas não para sua massa.
