Quais as principais características do modelo átomo de Rutherford?

O Modelo Atômico de Rutherford sugere que o átomo apresenta o aspecto de um sistema planetário. Por esse motivo ele é chamado de modelo planetário ou de modelo de átomo nucleado.

De acordo com esse modelo apresentado em 1911, os elétrons giram em torno do núcleo (formado por prótons e nêutrons), de forma semelhante aos planetas que giram à volta do Sol.

Este modelo substituiu aquele que havia sido proposto por Thomson em 1903. Antes desse, porém, já haviam surgido outros modelos atômicos acerca da distribuição das partículas atômicas.

O modelo de Rutherford representa uma revolução nessa matéria e tornou-se a base da teoria atômica.

O Experimento de Rutherford

Em 1910, Rutherford (1871-1937) estava estudando a trajetória de partículas e a interação entre a radiação alfa e os materiais. Nessa ocasião, ele detectou que havia uma limitação no modelo atômico apresentado por Thomson, o Modelo Atômico de Thomson.

Rutherford fez uma câmera metálica fechada e nela colocou um pequeno recipiente de chumbo com fragmentos de polônio.

Na frente desse recipiente que tinha uma abertura, ele posicionou uma lâmina de ouro bastante fina coberta por uma película de sulfeto de zinco.

Tudo isso estava conectado a um microscópio que era capaz de girar 360º em torno da lâmina de ouro. O objetivo era analisar a incidência das partículas que penetravam através da folha e desintegravam-se espontaneamente de elementos radioativos naturais.

Era possível ver cada incidência de partículas sob a película de sulfeto de zinco através de um ponto destacado no microscópio.

Rutherford anotou a incidência de partículas nos mais diversos ângulos de forma que pudesse analisar cuidadosamente o seu comportamento.

A partir da sua análise, Rutherford verificou que o comportamento das partículas era padronizado. A maior parte delas conseguia atravessar a folha (embora com alguma dificuldade), outras ficavam bloqueadas, enquanto havia ainda algumas que nem sequer eram afetadas.

Rutherford concluiu que haviam muitos espaços vazios e que o centro do átomo era muito menor considerando todo o seu diâmetro. Assim, ele descobriu a eletrosfera. Ou seja, o átomo era formado por um núcleo, onde havia carga positiva concentrada, e por uma eletrosfera, onde se concentra a carga negativa.

Rutherford não sabia do que era constituído o núcleo. Ele apenas supunha que existissem nêutrons, mas isso só foi comprovado na década de 30.

Os elétrons, por sua vez, já descobertos por Thomson em 1905, localizam-se na eletrosfera e circulam ao redor desse pequeno sol nuclear.

Conheça a evolução dos modelos atômicos.

Falha no Modelo de Rutherford

Apesar dos avanços, o modelo apresentava erro, o qual é apontado através da teoria do eletromagnetismo.

As partículas com carga elétrica emitem uma onda eletromagnética quando são aceleradas. Seguindo o modelo de Rutherford é o que aconteceria com o elétron que, neste caso, perderia energia e cairia sobre o núcleo, mas não é o que acontece.

O modelo atômico continuou em evolução e Niels Bohr completou a lacuna que havia no modelo de Rutherford. Por esse motivo, esse modelo é chamado de Modelo Atômico de Rutherford-Bohr.

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Licenciada em Ciências Biológicas (2010) e Mestre em Biotecnologia e Recursos Naturais pela Universidade do Estado do Amazonas/UEA (2015). Doutoranda em Biodiversidade e Biotecnologia pela UEA.

Modelo atômico de Rutherford foi um dos estudos que revolucionaram a Física Nuclear, sendo o terceiro modelo proposto ao longo da história.

A Física Nuclear é responsável pelo estudo de questões relacionadas aos fenômenos radioativos e aos núcleos atômicos. Dentro desses estudos, estão os modelos atômicos, desenvolvidos com a finalidade de explicar como um átomo é composto. O modelo atômico de Rutherford é um exemplo.

Quando se fala em Rutherford, é impossível não destacar a importância para os estudos atômicos. Isso porque Ernest Rutherford foi o responsável por desenvolver a teoria de que os átomos possuem carga positiva e estão concentrados em um núcleo bem pequeno. Suas ideias revolucionaram os estudos da Física Nuclear.

Antes do modelo de Rutherford, outros dois cientistas já haviam proposto modelos em relação à composição do átomo. O primeiro deles foi Dalton, que afirmava que um átomo era formado por uma esfera maciça e indivisível. Em seguida, Thomson observou que, na verdade, o átomo possuía partículas menores. Ou seja, as partículas subatômicas.

Mas, afinal, como Rutherford conseguiu desenvolver um novo modelo atômico? Vamos descobrir!

Modelo atômico de Rutherford

O estudo sobre a estrutura do átomo começou com dois filósofos gregos: Leucipo e Demócrito, em 450 a. Os filósofos acreditavam que toda matéria era composta por partículas de átomos.

Além disso, diziam que o átomo era indivisível. Por conta dessa ideia, o termo átomo surgiu, sendo “a” (não) e “tomo” (partes).

Com o passar dos anos, e com o auxilio de meios mais desenvolvidos de pesquisa, mais ideias sobre a composição do átomo foram surgindo. Consequentemente, novos modelos e teorias também. A primeira delas veio com o físico Dalton. Em seguida, os estudos foram aprofundados por Thomson, até chegar a vez de Rutherford propor um novo modelo.

Thomson foi quem observou que o átomo possuía partículas negativas que giraram ao redor do núcleo atômico, os elétrons. Assim, Rutherford propôs que o átomo seria formado também por partículas positivas, os prótons. Isso porque, o núcleo atômico se estabilizava com as duas cargas orbitantes.

Além disso, o físico mostrou que o átomo também era formado por partículas neutras, os nêutrons, além de uma eletrosfera. Neste caso, a eletrosfera seria o local onde os elétrons estariam girando ao redor do núcleo.

Entretanto, essa teoria não poderia estar certa. Isso porque, caso os elétrons realmente estivessem disposto dessa maneira, ocorreria o choque com o núcleo atômico.

Os estudos sobre a estrutura do átomo começaram, então, a sofrer modificações por conta da natureza da luz. Ou seja, os cientistas observaram que, com a presença de elementos químicos diferentes, a cor (ou os espectros) dos elementos se dá de forma diferente na presença da luz. Com isso, chegaram à conclusão que as cores seriam, na verdade, ondas eletromagnéticas.

Experimentos de Rutherford

Para estabelecer o modelo atômico de Rutherford, o físico realizou experimentos por meio de estudos relacionados às propriedades dos raios X, além das emissões radioativas dos elementos químicos. Com isso, Rutherford organizou o experimento em três etapas para que os estudos pudessem ser realizados.

Dessa forma, o físico estabeleceu três componentes distintos (componentes a, b e c). O componente a, neste caso, era uma amostra do elemento químico polônio, posto em um bloco de chumbo. Lembrando que o polônio é responsável por emitir radiação alfa. Assim, o bloco era formado por um pequeno espaço para que a radiação pudesse ser liberada.

Já o componente b consistia numa lâmina fina de ouro, posta de forma frontal à caixa de chumbo. Para completar, o componente c era formado por uma placa metálica. Essa placa revestia todos os demais componentes e era composta por material fluorescente.

A partir disso, Rutherford observou que a radiação alfa do polônio conseguia passar pelo pequeno orifício deixado no bloco de chumbo. Em seguida, a radiação seguia na direção da lâmina de ouro. Com isso, era possível ver a luminosidade das partículas que incidiam nos materiais.

Portanto, o físico concluiu que as partículas liberadas conseguiam atravessar a lâmina de ouro, seguindo a trajetória normalmente. Além disso, as partículas que desviaram a trajetória foram poucas em relação às demais partículas. Por fim, Rutherford chegou à conclusão de que as partículas que não foram refletidas representavam um percentual bem pequeno.

Conclusões de Rutherford

Após o experimento envolvendo a radiação alfa num bloco de chumbo, Rutherford chegou à conclusão que os estudos desenvolvidos por Thomson estavam incorretos. Isso porque o físico comprovou que o átomo, na verdade, possuía uma região no centro, denominada núcleo atômico.

Ou seja, no núcleo do átomo estaria localizada toda a massa atômica, sendo uma carga positiva. Além disso, o átomo também seria composto por uma eletrosfera, que seria o local onde os elétrons estariam girando ao redor do núcleo atômico.

A partir disso, Rutherford estabeleceu um novo modelo para o átomo, o modelo atômico de Rutherford. Este modelo é, também, conhecido como sistema planetário ou sistema solar. Isso porque o Sol representa o núcleo do átomo, os planetas seriam os elétrons que giram ao redor.

Anos mais tarde, o modelo atômico de Rutherford sofreu algumas modificações com a descoberta do nêutron, a terceira partícula subatômica.

Assim, o núcleo atômico seria, então, uma partícula composta por outras partículas ainda menores. Ou seja, as partículas positivas (prótons), as partículas neutras (nêutrons), além dos elétrons que ficam orbitando ao redor do núcleo.

O que achou da matéria? Se gostou, corre pra conferir o que é Corrente Elétrica e como ocorre a Fissão Nuclear.

Fontes: Manual da Química, Brasil Escola e Manual da Química 

Imagens: Diário Libre, Significados, Química Ensinada, Quero Bolsa e Revista Zunai

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