Modelo planetário do átomo
O modelo atômico de Rutherford é uma das teorias que tentaram elucidar os aspectos estruturais do átomo, a menor unidade da matéria. O modelo criado por Ernest Rutherford, em 1911, compara o sol ao núcleo do átomo e os elétrons aos planetas do sistema solar.
Ao longo da história, diversos cientistas tentaram definir o átomo de acordo com sua estrutura. As primeiras observações sobre essa unidade foram realizadas na Antiguidade, mas somente a partir do século XIX os estudos se consolidaram com os modelos atômicos.
Modelo atômico de Rutherford. (Foto: Wikipédia)
Antes de Rutherford, outros cientistas também desenvolveram modelos atômicos. As teorias mais famosas são: a bola de bilhar, cujo autor foi John Dalton (1808) e o pudim de passas, criado John Thomson (1904).
Posteriormente, a teoria desenvolvida por Rutherford foi aprimora por Niels Bohr, originando o modelo Rutherford-Bohr (1913). A partir da década de 20, nomes como Erwin Schrodinger, Louis de Broglie e Werner Heisenberg contribuíram nos estudos sobre a estrutura atômica.
O experimento de Rutherford
Um experimento com partículas alfa fundamentou o modelo atômico de Rutherford. Na experiência em questão, Rutherford colocou no interior de um bloco de chumbo um fragmento radioativo de polônio. A radiação que saia do polônio, seguia em direção a uma fina lâmina de ouro que estava cercada por um anteparo fluorescente - uma placa de metal coberta de sulfeto de zinco.
O pedaço de polônio desprendia uma radiação de partículas alfa, que seguiam em direção à lâmina de ouro. A placa de sulfeto de zinco ao receber essa radiação gerou uma luminosidade nos locais onde as partículas alfa incidiram.
No experimento, três pontos se destacam e Rutherford fez as seguintes observações:
• A maior parte das partículas seguiram a trajetória atravessando a lâmina de ouro;
• Poucas partículas mudaram a trajetória quando atravessaram a lâmina;
• Uma menor quantidade partículas foram refletidas e não atravessam a lâmina.
A partir da análise desses três pontos, Rutherford concluiu que:
1) A maioria das partículas alfa atravessaram a lâmina de ouro, pois o átomo possuía grandes espaços vazios;
2) As poucas partículas que atravessaram a lâmina e sofreram desvio na trajetória, se aproximaram de alguma região de massa com mesma a carga elétrica que as partículas alfa;
3) Raras partículas foram rebatidas pela lâmina de ouro, isso porque, o átomo tinha uma região maciça de carga elétrica igual. Logo, as partículas refletidas se chocaram com essa região.
Compreenda o modelo atômico de Rutherford
Com o experimento, Rutherford percebeu que átomo tinha espaços vazios e era formado por pequenas partículas: os prótons (carga positiva) e os elétrons (carga negativa), Além disso, o átomo tinha um núcleo com prótons e uma nuvem eletrônica carregada com elétrons.
A partir dessa descrição, o modelo atômico de Rutherford também ficou conhecido modelo planetário ou modelo de átomo nucleado. O sol seria o núcleo e os planetas seriam os elétrons que ficam girando ao redor.
Falha no modelo atômico de Rutherford
O modelo atômico de Rutherford ofereceu uma grande contribuição para os estudos da física e da química. Contudo, tal modelo possui falhas quando observada a teoria do eletromagnetismo.
De acordo com essa teoria, todas as partículas, quando são submetidas a uma aceleração, emitem uma onda eletromagnética. Logo, o elétron também está submetido a uma aceleração no movimento orbital e emitirá ondas eletromagnéticas.
Levando em consideração o modelo atômico de Rutherford. Com a emissão energia, o elétron perderia energia cinética e potencial e, gradualmente, cairia sobre o núcleo. Atualmente sabemos de que isso não acontece na prática.
Outros modelos atômicos
Em 1803, Dalton já afirmava que o átomo era a menor parte de uma matéria. O modelo atômico ficou conhecido como bola de bilhar, pois na época o átomo era caracterizado como uma unidade esférica, maciça e indestrutível, semelhante a uma bola de bilhar.
Em 1904, o físico inglês Joseph John Thomson afirmou que o átomo não era indivisível como se pensava na época. O modelo atômico de Thomson ficou conhecido como pudim de passas, pois o átomo era caracterizado como uma esfera de carga positiva e com elétrons espalhados por toda parte.
A lacuna do modelo atômico de Rutherford, poucos anos depois, em 1913, foi preenchida e aprimorada por Niels Bohr. O novo modelo atômico foi denominado de modelo atômico de Rutherford-Bohr, o qual acrescentou a existência dos níveis de energia ou camadas de energia.