Átomos (versão única)

Os átomos são partículas extremamente pequenas, constituintes de tudo o que conhecemos. Tudo é feito de átomos. Foram descobertos pelo Inglês John Dalton e modelos que visavam explica-los foram surgindo, implicando em contradições, conforme evidencias se mostravam. O principal elemento (átomo) que compõe as estrelas é o Hidrogênio, que é também o elemento mais simples de todos. Cada átomo é um elemento químico na tabela periódica, e, basicamente, o que os diferencia é a quantidade de partículas presente em cada um.

Os átomos são formados por partículas menores, sendo elas o próton, elétron e o nêutron. Os prótons e nêutrons, contudo, não são partículas elementares, o que significa que eles são compostos por partículas menores ainda, os chamados quarks. Um próton é formado por dois quarks up e um quark down e um nêutron é formado por um quark up e dois quarks down. Os átomos possuem um núcleo e uma eletrosfera; o núcleo é formado por prótons e nêutrons, os quais são mantidos unidos por uma força da natureza chamada de força nuclear forte. A eletrosfera é a região dos átomos a qual os elétrons estão contidos.

Como mencionado, os átomos de hidrogênio são os mais simples e abrangentes de todo o Universo, possuindo apenas um próton no núcleo e um elétron na eletrosfera. Apesar da estrutura básica dos átomos ser a mesma (eletrosfera e núcleo), há grande distinção entre eles. Os átomos são ligados uns aos outros através de ligações químicas, sendo elas iônicas e covalentes, formando assim as moléculas, que são portanto conjuntos de átomos.

Um fato curioso é que as partículas de um átomo quase não ocupam o espaço deste. Em um átomo de hidrogênio, 99.9999999999996% é espaço “vazio” (note as aspas).

Desde o século XIX, com o pioneirismo de John Dalton, diversas teorias atômicas se formularam para tentar explicar o funcionamento dos “blocos de construção” do Cosmos. No modelo de Dalton, os átomos eram estruturas minúsculas sólidas e indivisíveis; com essa explicação, sua teoria atômica ficou conhecido como teoria atômica da bola de bilhar. Mais tarde, em 1898, Joseph John Thomson, com diversas evidencias experimentais, derrubou o modelo de Dalton, apresentando um o qual os átomos eram, na verdade, compostos por partículas carregadas com carga elétrica positiva (prótons) e negativa (elétrons). Na explicação provida por Thomson, os átomos eram uma esfera maciça, de carga elétrica positiva, com elétrons presos. O modelo ficou conhecido como pudim de passas. Após Thomson, tivemos o físico/ químico Ernest Rutherford, o qual criou o famoso modelo planetário do átomo. Rutherford defendia que essas partículas minúsculas tinham sua carga positiva concentrada em um pequeno núcleo, enquanto as partículas com carga negativa orbitavam este núcleo (lembrando as órbitas planetárias). Esse modelo é o mais conhecido, sendo constantemente remetido a imagens relacionadas ao átomo (mesmo que estas não sejam verdadeiras, como demonstrado por teorias mais modernas). Por fim, fechando o ciclo das principais teorias atômicas clássicas, temos o modelo do dinamarquês Niels Bohr, o qual aperfeiçoou o modelo anterior (de Rutherford). Bohr quantizou os níveis de energia do átomo, e conseguiu descrever, de modo geral, o átomo de hidrogênio relativamente bem. Contudo, os modelos clássicos possuiam diversos problemas teóricos. Uma das falhas mais famosas (corrigida eventualmente) vinha das órbitas dos elétrons. Teoricamente, um elétron orbitando classicamente o núcleo, iria perder energia em forma de radiação eletromagnética (já que uma carga elétrica ao acelerar libera fótons), e eventualmente, colidiria com o núcleo. Viu-se que precisávamos de uma nova forma de explicar os átomos, e com grandes nomes da ciência, como Erwin Schrödingere Werner Heisenberg, houve o nascimento do que veio a chamar-se mecânica quântica.

Material de referência: www.wikipedia.com

As fotos abaixo são dos modelos atômicos de Dalton, Rutherford, Thomson, Bohr e o eventual modelo probabilístico da mecânica quântica, respectivamente.