Livro didático público de química

Livro didático público de química

(Parte 6 de 10)

Em 1808, John Dalton, cientista inglês, apresentou sua teoria, seu modelo de átomo. Segundo ele, o átomo é uma partícula indivisível e indestrutível. Para Dalton os materiais são formados pela combinação de diferentes átomos.

O cientista inglês, Willian Crookes, ao usar ampolas (tubos) contendo gás, observou que descargas elétricas saíam da extremidade negativa e “caminhavam” para a extremidade positiva da ampola. Esses raios luminosos (descargas elétricas) foram denominados de raios catódicos.

Em 1898, Joseph John Thomson, cientista inglês, ao realizar experiências com as ampolas de Crookes, fez importantes descobertas. Ele observou que os raios catódicos eram constituídos de partículas negativas menores que o átomo, que foram denominadas elétrons.

As observações feitas por Thomson, e outras como a eletrização por atrito, permitiram que ele elaborasse um modelo para o átomo, pois estava comprovado que o átomo não era indivisível como os gregos pensavam.

Thomson sugeriu que os elétrons, cargas negativas, estariam incrustados na superfície de uma esfera de carga positiva, como ameixas em um pudim. E, também, a carga elétrica total de um átomo seria nula, pois o número de cargas positivas seria igual ao de cargas negativas. Esse modelo ficou consagrado como o modelo atômico de Thomson.

O modelo atômico de Thomson representava um grande avanço, pois identificava o elétron como partícula constituinte do átomo.

Modelo: “Descrição de situação com as quais dificilmente interagiremos, e das quais conhecemos apenas os efeitos.” (Chassot, 2003, p.252)

Modelo atômico: Esfera maciça

Modelo atômico: Pudim com passas ânodo cátodo

Química

O físico Ernest Rutherford, alguns anos mais tarde, ao trabalhar com a radiatividade (fenômeno descoberto por Henry Becquerel e desenvolvido pelo casal Marie e Pierre Curie), fez sua maior descoberta.

Rutherford realizou experimentos com uma pequena amostra do elemento químico polônio (material radioativo emissor de partículas alfa). Esse material foi colocado dentro de uma caixa de chumbo com um pequeno orifício, tendo à sua frente uma finíssima folha de ouro, envolvida por uma placa de material fluorescente (material com capacidade de brilhar quando exposto a raios luminosos), como mostra o desenho ao lado.

Assim, Rutherford, ao colocar a folha de ouro entre a placa de material fluorescente e a caixa com o material radioativo, esperava que a folha de ouro bloqueasse a passagem da radiação (luz) de partícula alfa, positiva. Porém, para surpresa de Rutherford, a luz (eram partículas do átomo de hélio duplamente ionizado) apareceu do outro lado da folha de ouro. Isto é, a partícula alfa, “luz”, atravessou a folha de ouro como se ela não existisse. Ele, também, observou que outras partículas, em menor número, não passavam pela folha de ouro e então voltavam e, outras, ainda, passavam e sofriam desvio.

A partir dessas observações, Rutherford sugeriu que as partículas alfa que conseguiam atravessar a folha de ouro e não sofriam desvio, provavelmente, passavam por algum lugar vazio; as partículas que sofriam desvio depois de atravessarem a placa, batiam em “algo” que estaria bloqueando a sua passagem. E sugeriu, ainda, que a carga elétrica desse “algo” deveria ser positiva tal como a carga da partícula alfa.

O modelo atômico de Rutherford seria formado por uma região central denominada de núcleo, contendo os prótons com carga positiva e partículas sem carga - os nêutrons - que dariam estabilidade ao núcleo e por uma região ao redor do centro, a eletrosfera, formada por partículas de cargas negativas, denominadas de elétrons.

O modelo atômico de Rutherford ficou famoso com o nome de Modelo Planetário, uma vez que nele o átomo se assemelha ao Sistema Solar. Os elétrons giram ao redor do núcleo como os planetas giram ao redor do Sol, em órbitas fixas ou trajetórias fixas.Modelo atômico: Planetário fonte de partículas alfapartículas alfa partículas alfa espalhadas

Folha de ouro anteparo

Matéria e sua Natureza32

Ensino Médio

Releia o texto a partir do trabalho de Dalton, Thomson e Rutherford. Proponha uma explicação (teoria) que mostre o motivo pelo qual os modelos atômicos de Dalton e de Thomson devam ser substituídos pelo modelo atômico de Rutherford.

Que tal realizar um experimento bastante fácil e interessante? Você vai precisar de:

Um grampo de roupa de madeira, ou uma pinça de madeira; um clipe metálico; um bico de gás ou uma lamparina; solução de ácido clorídrico; sais de bário, cálcio e estrôncio (na forma de cloreto); um copo de béquer.

Abra o clipe metálico e forme com uma de suas extremidades um anel, enquanto que a outra ponta deve ficar fixada em um grampo de roupa de madeira ou em uma pinça de madeira.

Coloque no copo de béquer a solução de ácido clorídrico; molhe a haste que você confeccionou nesse ácido e, com ela, encoste num pouquinho de um dos sais e leve à chama do bico de gás ou lamparina.

Repita esse procedimento para as outras duas substâncias, sempre anotando o que você observa. Anote as suas observações na tabela 01:

Tabela 01 SubstânciaCor InicialCor de chamaElemento Químico

E aí, você já descobriu por que seu cabelo fica elétrico? Ou como colar um canudinho de plástico na parede sem usar cola?

Você já derrubou sal de cozinha na chama do fogão? O que aconteceu?

Provavelmente, além de ouvir uma crepitação, isto é, um barulhinho de estalo, ocorreu também uma mudança na cor da chama do fogão, que de azul passa a amarela.

Química

Cada substância quando aquecida emite luz de cor diferente. Essa cor é característica para cada substância, o que torna esse teste bastante útil no reconhecimento de substâncias desconhecidas.

A emissão de luz, na queima de sais metálicos pode ser explicada pela emissão de fótons quando os elétrons excitados do metal (isto é, que ganharam energia e que, portanto, passaram para um nível de energia maior do que o fundamental) retornam a seu estado fundamental (nesse retorno, emitem fótons de energia correspondente àquela que ganharam para passar ao estado excitado).

E, no caso do modelo de Rutherford, será que os elétrons girando ao redor do núcleo ao perder energia cairiam no núcleo? O que você acha?

Por que os átomos emitem luz de cores diferentes?

A resposta a essas perguntas fez com que o modelo atômico de Rutherford fosse superado.

Quanto à natureza da luz, até o começo do século XIX prevalecia, a teria corpuscular da luz, proposta por Isaac Newton, físico inglês, que considerava a luz como um feixe de pequenas partículas emitidas por uma fonte de luz que atingia o olho estimulando a visão.

Entretanto, em meados do século XIX, James Clerck Maxwell propôs uma teoria que unificou a compreensão dos fenômenos elétricos e magnéticos (teoria do eletromagnetismo). Uma das conseqüências dessa teoria é que a luz passou a ser considerada como uma onda eletromagnética e que sua velocidade não depende do observador.

No início do século X, com os trabalhos de Max Planck e Albert

Einstein, a luz também passou a ser interpretada de forma corpuscular (como pacotes de energia). A energia desses “pacotes de energia” (fótons) é diretamente proporcional à sua freqüência de oscilação.

Em meados de 1920, Louis Victor de Broglie, com base nos trabalhos de Einstein, propôs que elétrons (que possuem massa muito pequena) apresentam propriedades tanto ondulatórias quanto corpusculares (dependendo do fenômeno, se comportam como onda ou como partícula). Isto é conhecido como dualidade onda-partícula, ou dualidade matéria-energia e naturalmente aplica-se ao fóton (que é considerada uma partícula sem massa) e à base da mecânica quântica e do modelo quântico do átomo, que é bem aceito na atualidade.

Você sabia que os fogos de artifício são misturas de explosivos com certos sais, que produzem luz em cores características?

Matéria e sua Natureza34

Ensino Médio

3. Agora coloque uma bolinha de isopor pequena na assadeira com água. Bata na água da assadeira com um lápis. O que acontece?

Uma onda pode ser representada pelo esquema:

A distância entre duas cristas ou entre dois vales é denominada de comprimento de onda e representado pela letra grega lambda ().

E o que é freqüência de onda?

Quando você sintoniza um rádio ou o televisor, você está procurando a freqüência da onda eletromagnética daquela rádio ou estação de televisão.

Podemos dizer que freqüência é o número de vezes que uma crista ou um vale passa por um determinado ponto, ou o quanto o sistema está oscilando.

A cor da luz emitida corresponde a uma freqüência de onda específica.

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