Átomo
Autor: quimica | Publicado: 2011-09-22T10:03:00-07:00


O&nbsp;átomo&nbsp;é a menor partícula que ainda caracteriza um&nbsp;elemento químico. Ele apresenta um núcleo com carga positiva (Z é a quantidade de&nbsp;prótons&nbsp;e "E" a carga elementar) que apresenta quase toda sua massa (mais que 99,9%) e Z&nbsp;elétrons&nbsp;determinando o seu tamanho.[1]Até fins do século XIX, era considerado a menor porção em que se poderia dividir a&nbsp;matéria. Mas nas duas últimas décadas daquele século, as descobertas do&nbsp;próton&nbsp;e do&nbsp;elétron&nbsp;revelaram o equívoco dessa ideia. Posteriormente, o reconhecimento do&nbsp;nêutron&nbsp;e de outras&nbsp;partículas subatômicas&nbsp;reforçou a necessidade de revisão do conceito de átomo.História[editar]Os atomistas na antiga GréciaPor volta de&nbsp;450 a.C.&nbsp;os átomos de&nbsp;Demócrito&nbsp;(cerca de 460 a.C. - 370 a.C.) deveriam atender às seguintes condições:Os átomos constituiriam toda e qualquer matéria;
Os átomos seriam qualitativamente iguais, diferindo apenas na forma, no tamanho, e na&nbsp;massa.
Para Demócrito, a grande variedade de materiais na natureza provinha dos movimentos dos diferentes tipos de átomos que, ao se chocarem, formavam conjuntos maiores gerando diferentes corpos com características próprias. Algumas ideias de Demócrito sobre os átomos:Água:&nbsp;formada por átomos ligeiramente esféricos (a água escoa facilmente).
Terra:&nbsp;formada por átomos cúbicos (a terra é estável e sólida).
Ar:&nbsp;formado por átomos em movimento turbilhonantes (o ar se movimenta - ventos).
Fogo:&nbsp;formado por átomos pontiagudos (o fogo fere).
Alma:&nbsp;formada pelos átomos mais lisos, mais delicados e mais ativos que existem.
Respiração:&nbsp;era considerada troca de átomos, em que átomos novos substituem átomos usados.
Sono:&nbsp;desprendimento de pequeno número de átomos do corpo.
Coma:&nbsp;desprendimento de médio número de átomos do corpo.
Morte:&nbsp;desprendimento de todos os átomos do corpo e da alma.
Os fundamentos de Demócrito para os átomos foram tomando corpo com o passar do tempo.&nbsp;Epicuro&nbsp;(341 a.C.&nbsp;- aproximadamente&nbsp;270 a.C.) complementou suas ideias ao sugerir que haveria um limite para o tamanho dos átomos, justificando assim, a razão de serem invisíveis.Acreditava-se que a&nbsp;matéria&nbsp;seria constituída de elementos da&nbsp;natureza&nbsp;como&nbsp;fogo,&nbsp;água,&nbsp;terra&nbsp;e&nbsp;ar&nbsp;que misturados em diferentes proporções, resultariam em propriedades físico-químicas diferentes.Leucipo&nbsp;e&nbsp;Demócrito&nbsp;imaginaram que a&nbsp;matéria&nbsp;não poderia ser dividida infinitamente, mas partindo-a várias vezes, chegaríamos a umapartícula&nbsp;muito pequena: uma&nbsp;esfera&nbsp;indivisível, impenetrável e invisível. Com a ajuda de&nbsp;Lucrécio,a ideia dos&nbsp;filósofos&nbsp;teve rápida propagaçãoModelo de DaltonJohn Dalton, em 1803, criou um modelo que retomava o antigo conceito dos gregos. Ele imaginou o átomo como uma pequena esfera, com massa definida e propriedades características. Dessa forma, todas as transformações químicas podiam ser explicadas pelo arranjo de átomos. Toda matéria é constituída por átomos. Esses são as menores partículas que a constituem; são indivisíveis e indestrutíveis, e não podem ser transformados em outros, nem mesmo durante os fenômenos químicos. Os átomos de um mesmo elemento químico são idênticos em massa e se comportam igualmente em transformações químicas. As transformações químicas ocorrem por separação e união de átomos. Isto é, os átomos de uma substância que estão combinados de um certo modo, separam-se, unindo-se novamente de uma outra maneira.O modelo atômico de RutherfordVer artigo principal:&nbsp;Modelo atômico de RutherfordEm&nbsp;1911, realizando experiências de bombardeio de lâminas de ouro com partículas alfa (partículas de carga positiva, liberadas por elementos radioativos),&nbsp;Rutherford&nbsp;fez uma importante constatação: a grande maioria das partículas atravessava diretamente a lâmina, algumas sofriam pequenos desvios e outras, em número muito pequeno (uma em cem mil), sofriam grandes desvios em sentido contrário.A partir dessas observações, Rutherford chegou às seguintes conclusões:No átomo existem espaços vazios; a maioria das partículas o atravessava sem sofrer nenhum desvio.
No centro do átomo existe um núcleo muito pequeno e denso; algumas partículas alfa colidiam com esse núcleo e voltavam, sem atravessar a lâmina.
O núcleo tem carga elétrica positiva; as partículas alfa que passavam perto dele eram repelidas e, por isso, sofriam desvio em sua trajetória.
Pelo modelo atômico de Rutherford, o átomo é constituído por um núcleo central, dotado de cargas elétricas positivas (prótons), envolvido por uma nuvem de cargas elétricas negativas (elétrons).Rutherford demonstrou, ainda, que praticamente toda a massa do átomo fica concentrada na pequena região do núcleo.Dois anos depois de Rutherford ter criado o seu modelo, o cientista dinamarquês&nbsp;Niels Bohr&nbsp;o completou, criando o que hoje é chamado modelo planetário. Para Bohr, os elétrons giravam em órbitas circulares, ao redor do núcleo. Depois desses, novos estudos foram feitos e novos modelos atômicos foram criados. O modelo que representa o átomo como tendo uma parte central chamado núcleo, contendo prótons e nêutrons, serve para explicar um grande número de observações sobre os materiais.[editar]O modelo atômico de Niels Bohr e a mecânica quânticaVer artigo principal:&nbsp;Modelo atômico de BohrO modelo planetário de Niels Bohr foi um grande avanço para a comunidade científica, provando que o átomo não era maciço. Segundo a Teoria Eletromagnética, toda carga elétrica em movimento em torno de outra, perde energia em forma de&nbsp;ondas eletromagnéticas. E justamente por isso tal modelo gerou certo desconforto, pois os&nbsp;elétrons&nbsp;perderiam energia em forma de&nbsp;ondas eletromagnéticas, confinando-se no&nbsp;núcleo, tornando a matéria algo instável.Bohr, que trabalhava com Rutherford, propôs o seguinte modelo: o&nbsp;elétron&nbsp;orbitaria o&nbsp;núcleo&nbsp;em órbitas estacionárias, sem perder energia. Entre duas órbitas, temos as zonas proibidas de energia, pois só é permitido que o&nbsp;elétron&nbsp;esteja em uma delas. Ao receber um&nbsp;quantum, oelétron&nbsp;salta de&nbsp;órbita, não num movimento contínuo, passando pela área entre as órbitas (daí o nome zona proibida), mas simplesmente desaparecendo de uma órbita e reaparecendo com a quantidade exata de energia. Se um pacote com energia insuficiente para mandar oelétron&nbsp;para órbitas superiores encontrá-lo, nada ocorre. Mas se um&nbsp;fóton&nbsp;com a energia exata para que ele salte para órbitas superiores, certamente o fará, depois, devolvendo a energia absorvida em forma de&nbsp;ondas eletromagnéticas.[editar]EstruturaSe o núcleo de um átomo fosse do tamanho de um&nbsp;limão&nbsp;com um raio de 3cm, os elétrons mais afastados estariam cerca de 3&nbsp;km&nbsp;de distância.Os cientistas, por meio de técnicas avançadas, já perceberam a complexidade do átomo. Já comprovaram a presença de inúmeras partículas em sua constituição e desvendaram o comportamento dessas partículas. Mas para construir alguns conceitos que ajudam a entender a química do dia-a-dia, o modelo de átomo descrito por Rutherford-Bohr é suficiente. Na constituição dos átomos predominam os espaços vazios. O núcleo, extremamente pequeno, é constituído por prótons e nêutrons. Em torno dele, constituindo a eletrosfera, giram os elétrons.O diâmetro da eletrosfera de um átomo é de 10,000 a 100,000 vezes maior que o diâmetro de seu núcleo, e sua estrutura interna pode ser considerada , para efeitos práticos, oca; pois para encher todo este espaço vazio de prótons e nêutrons (ou núcleos) necessitaríamos de um bilhão de milhões de núcleos…O átomo de hidrogênio é constituído por um só próton com um só elétron girando ao seu redor. O hidrogênio é o único elemento cujo átomo pode não possuir nêutrons.O&nbsp;elétron&nbsp;e o&nbsp;próton&nbsp;possuem a mesma carga, porém não a mesma massa. O&nbsp;próton&nbsp;é 1836,11 vezes mais massivo que o elétron. Usando, como exemplo hipotético, um átomo de vinte&nbsp;prótons&nbsp;e vinte&nbsp;nêutrons&nbsp;em seu núcleo, e este estando em&nbsp;equilíbrio eletrodinâmico, terá vinte&nbsp;elétrons&nbsp;orbitando em suas camadas exteriores. Sua carga elétrica estará em perfeito&nbsp;equilíbrio eletrodinâmico, porém 99,97% de sua massa encontrar-se-á no núcleo. Apesar do núcleo conter praticamente toda a massa, seu volume em relação ao tamanho do átomo e de seus&nbsp;orbitais&nbsp;é minúsculo. O&nbsp;núcleo atômico&nbsp;mede em torno de&nbsp;10&nbsp;- 13&nbsp;(1&nbsp;fm) centímetros de diâmetro, enquanto que o átomo mede cerca de&nbsp;10&nbsp;− 8&nbsp;centímetros (100&nbsp;pms).[editar]Principais características das partículas fundamentais[editar]MassaDeterminar a massa de um corpo significa comparar a massa deste corpo com outra tomada como padrão.A unidade de massa tomada como padrão é o grama (g). Mas nós muitas vezes utilizamos o&nbsp;Quilograma, que equivale a 1000 vezes a massa de 1 g. Um exemplo disso é quando se diz que a massa de uma pessoa é 45 vezes a massa correspondente à do quilograma.Ou ainda: 45&nbsp;kg = 45 x 1000 g = 45 000 gComo as partículas que constituem o átomo são extremamente pequenas, uma unidade especial teve que ser criada para facilitar a determinação de suas massas. Essa unidade, denominada&nbsp;unidade de massa atômica, é representada pela letra&nbsp;u.1&nbsp;u&nbsp;equivale a aproximadamente 1,66 · 10−27&nbsp;kg (veja artigo&nbsp;Unidade de massa atômica).As massas do próton e do nêutron são praticamente iguais: medem cerca de 1&nbsp;unidade de massa atômica. A massa do elétron é 1836 vezes menor que a do próton: essa massa é desprezível, porém é errado dizer que o elétron é desprovido dela.[editar]Carga elétricaO elétron é uma partícula dotada de carga elétrica negativa. A sua carga, que foi determinada experimentalmente em 1908, equivale a uma unidade de carga elétrica (1 ue). A carga do próton é igual à do elétron, só que de sinal contrário. o próton tem carga eléctrica positiva. O nêutron não possui carga elétrica. Como seu nome indica, ele é neutro.[editar]Interação atômicaSe tivermos dois átomos hipotéticos, cuja carga elétrica seja neutra, presume-se que estes não se afetarão mutuamente por causa da neutralidade da força electromagnética entre si.A distribuição de cargas no átomo se dá de forma diversa. A carga negativa é externa, a carga positiva é interna, isto ocorre por que os elétrons orbitam o núcleo. Quando aproximamos dois átomos, mesmo estando em perfeita neutralidade interna, estes se repelem, se desviam ou ricocheteiam.Exemplo típico ocorre no elemento&nbsp;hélio&nbsp;(He) onde seus átomos estão em eterno movimento de mútuo ricochete. Em temperatura ambiente, o&nbsp;gás&nbsp;hélio tem no movimento de seus átomos um rápido ricochete. Ao diminuir a&nbsp;temperatura, o movimento oscilatório diminui, o volume fica menor e a densidade aumenta. Chegaremos teoricamente num ponto em que o movimento de ricochete diminuirá tanto que não se poderá mais retirar energia deste. A este&nbsp;nível térmico, damos o nome de&nbsp;zero absoluto, este é –273,15&nbsp;°C.[editar]Força de Van der WaalsA carga eletrônica não se distribui de maneira uniforme, algumas partes da superfície atômica são menos negativas que outras. Em função disto, a carga positiva que se encontra no interior do átomo infiltrar-se-á pelas áreas menos negativas externas, por isso haverá uma débil atração eletrostática entre os dois átomos chamada de força de Van der Waals.Em baixíssima temperatura, os átomos de hélio movem-se muito lentamente, seu ricochete diminui a tal grau que é insuficiente para vencer as forças de Van der Waals, como o átomo de hélio é altamente simétrico, por este motivo as forças atuantes neste elemento são muito fracas. A contração do hélio ocorre e este acaba por se liquefazer a 4,3 graus acima do zero absoluto.Nos demais gases presentes na natureza sua distribuição de cargas é menos simétrica que no hélio, as forças de Van der Waals são maiores ocasionando uma liquefação em temperaturas maiores.[editar]Atração atômicaNas regiões externas dos átomos, a distribuição eletrônica se dá em camadas, sua estrutura apresenta a estabilidade máxima se estas estiverem completas. Com exceção do hélio e outros elementos com estabilidade e simetria semelhante, geralmente a camada mais exterior do átomo é incompleta, ou podem possuir excesso de elétrons. Em função disto pode haver a transferência de um ou dois elétrons do átomo em que estão em excesso, para o átomo em que estão em falta, deixando as camadas externas de ambos em equilíbrio.O átomo que recebe elétrons ganha carga negativa, e o que perdeu não equilibra totalmente sua carga nucléica, positiva. Ocorre então o aglutinamento atômico.Existe ainda o caso de dois átomos colidirem. Ocorrendo, há o compartilhamento eletrônico entre ambos que passam a ter suas camadas mais externas completas desde que permaneçam em contato. pois eles tem em excesso um numeros de neutros*.[editar]Elementos químicos conhecidosVer artigo principal:&nbsp;Tabela PeriódicaÉ importante ter em mente que, átomo, é uma entidade elementar. O conjunto de átomos que apresentam o mesmo número atômico (Z) é chamado de&nbsp;elemento químico. Desta forma, na Tabela Periódica dos Elementos, a idéia de entidade elementar é substituída pela idéia de "conjunto".É possível ter aproximadamente 10 sextilhões de átomos em uma casa (o algarismo 1 e 22 zeros à direita.[carece&nbsp;de fontes]Ex.: Ao procurar pelo&nbsp;Carbono&nbsp;na Tabela Periódica, você deve saber que está procurando pelo Elemento Carbono e não pelo átomo de Carbono.