As origens da Química são muito antigas. O homem pré-histórico provavelmente maravilhou-se quando, pela primeira vez, conseguiu produzir o fogo. Aprendeu a cozer alimentos, usar argila para produzir vasos e potes, e talvez tenha descoberto acidentalmente que algumas pedras azuis (minério de cobre), quando aquecidas ao fogo, produziam cobre metálico, e que este, quando aquecido junto com estanho, produzia o bronze.
Portanto, o homem passou pelas “idades” da pedra, do bronze e do ferro, sempre aprendendo a produzir novos materiais.
Por volta do ano 400 a.C., surgem os primeiros conceitos teóricos da Química.
Demócrito e Leucipo, filósofos gregos, afirmavam que toda matéria era constituída por minúsculas partículas, às quais deram o nome de átomos. Essa idéia foi rejeitada por Platão e Aristóteles, que tinham muito maior influência na época.
Apenas em 1650 d.C. o conceito de átomo foi novamente proposto pelo filósofo francês Pierre Cassendi.
Em 1808, John Dalton, baseando-se em várias observações experimentais sobre gases e reações químicas, forneceu a primeira idéia científica do átomo, chamada de “Teoria Atômica de Dalton”.
1. Modelo Atômico de Dalton (Bolinha de bilhar)
John Dalton, professor inglês, propôs, baseado em suas experiências, uma explicação da natureza da matéria. Os principais postulados da teoria de Dalton são:
1. “Toda matéria é composta por minúsculas partículas chamadas átomos”.
2. “Os átomos de um determinado elemento são idênticos em massa e apresentam as mesmas propriedades químicas”.
3. “Átomos de elementos diferentes apresentam massa e propriedades diferentes”.
4. “Átomos são permanentes e indivisíveis e não podem ser criados, nem destruídos”.
5. “As reações químicas comuns não passam de uma reorganização dos átomos”.
6. “Os compostos são formados pela combinação de átomos de elementos diferentes em proporções fixas”.
As idéias de Dalton permitiram, na época, explicar com sucesso por que a massa é conservada durante uma reação química (Lei de Lavoisier) e também a lei da composição definida (Lei de Proust) .
2. Modelo Atômico de Thomson (Esfera)
Em 1897, J.J. Thomson, baseando-se em alguns experimentos, propôs um novo modelo atômico.
Segundo Thomson, o átomo seria um aglomerado composto de uma parte de partículas positivas pesadas (prótons) e de partículas negativas (elétrons), mais leves. Este modelo ficou conhecido como “pudim de passas".
3. Modelo Atômico de Rutherford (Sistema Solar)
Em 1911, Ernest Rutherford, estudando a trajetória de partículas (partículas positivas) emitidas pelo elemento radioativo polônio, bombardeou uma lâmina fina de ouro. Ele observou que a maioria das partículas atravessavam a lâmina de ouro sem sofrer desvio em sua trajetória; que algumas das partículas sofriam desvio em sua trajetória; outras, em número muito pequeno, batiam na lâmina e voltavam.
Rutherford concluiu que a lâmina de ouro não era constituída de átomos maciços e propôs que um átomo seria constituído de um núcleo muito pequeno carregado positivamente (no centro do átomo) e muito denso, rodeado por uma região comparativamente grande onde estariam os elétrons em movimentos orbitais. Essa região foi chamada de eletrosfera.
Segundo o modelo de Rutherford, o tamanho do átomo seria de 10 000 e 100 000 vezes maior que seu núcleo.
Observemos que Rutherford teve que admitir os elétrons orbitando ao redor do núcleo, porque, sendo eles negativos, se estivessem parados, acabariam indo de encontro ao núcleo, que é positivo.
O próton
Rutherford demonstrou, mais tarde, que a carga positiva do núcleo era devido as pequenas partículas de nominadas prótons.
Prótons partículas que apresentam cargas e são dotados de carga elétrica positiva e estão presentes no núcleo.
O nêutron
São partículas atômicas, neutras com massa praticamente igual a do próton. O nêutron não possui carga elétrica e esta localizado no núcleo.
O elétron
São partículas que apresentam massa extremamente reduzida, dotada de carga elétrica negativa e de valor absoluto igual ao dos prótons e estão localizados na eletrosfera.
4. Modelo Atômico Clássico
As partículas positivas do núcleo foram chamadas de prótons.
Em 1932, Chadwick isolou o nêutron.
Portanto, o modelo atômico clássico é constituído de um núcleo, onde se encontram os prótons e nêutrons, e de uma eletrosfera, onde estão os elétrons orbitando em torno do núcleo.
Adotando-se como padrão a massa do próton, observou-se que sua massa era praticamente igual à massa do nêutron e 1836 vezes mais pesada que o elétron, concluindo-se que:
Prótons, nêutrons e elétrons são denominados partículas elementares ou fundamentais.
Algumas características físicas das partículas atômicas fundamentais:
Modelo Atômico Rutherford-Bohr
Bohr, baseando-se nos estudos feitos em relação ao espectro do átomo de hidrogênio e na teoria proposta em 1900 por Planck (Teoria Quântica), segundo a qual a energia não é emitida em forma contínua, mas em ”blocos”, denominados quanta de energia, propôs os seguintes postulados:
1. Os elétrons nos átomos descrevem sempre órbitas circulares ao redor do núcleo, chamadas de camadas ou níveis de energia.
2. Cada um desses níveis possui um valor determinado de energia (estados estacionários).
3. Os elétrons só podem ocupar os níveis que tenham uma determinada quantidade de energia.
4. Os elétrons podem saltar de um nível para outro mais externo, desde que absorvam uma quantidade bem definida de energia (quantum de energia).
5. Ao voltar ao nível mais interno, o elétron emite um quantum de energia, na forma de luz de cor bem definida ou outra radiação eletromagnética (fóton).
6. Cada órbita é denominada de estado estacionário e pode ser designada por letras K, L, M, N, O, P, Q. As camadas podem apresentar:
K = 2 elétrons
L = 8 elétrons
M = 18 elétrons
N = 32 elétrons
O = 32 elétrons
P = 18 elétrons
Q = 2 elétrons
7. Cada nível de energia é caracterizado por um número quântico (n), que pode assumir valores inteiros: 1, 2, 3, etc.
MODELO ATÔMICO DE ARNOLD SOMMERFELD
Sua principal contribuição para a evolução do modelo atômico foi a inclusão no modelo de Niels Bohr, os orbitais elípticos e a relatividade restrita, obtendo assim o modelo-Sommerfeld que dividia os níveis em subníveis (regiões menores) o que eliminava a decadência do elétron que ocorria no modelo anterior(Bohr) acrescentando mais dois números quânticos(azimutal e o magnético) além de estabelecer que os orbitais não tinham que se estabelecer num mesmo plano.
Os elétrons estão na eletrosfera em camadas que estariam subdivididas em regiões menores denominadas subníveis(s,p,d,f...)de energia, não necessariamente circulares,
A figura mostra os modelos de Bohr e de Sommerfeld.
Os modelos atômicos de Bohr e de Sommerfeld. Bhor propôs que os elétrons se movem em algumas órbitas circulares ao redor do núcleo. Sommerfeld sugeriu que essas órbitas devem ser elípticas.
Modelo quântico (atual)
O elétron é uma partícula-onda e pode ser encontrada em regiões chamadas de orbitas.
Representação do modelo quântico
