Origem única de todas as coisas: "Tudo é água"

  

A H I S T Ó R I A DO

Á T O M O

  

Início Tales deMileto A H I S T Ó R I A DO Á T O M O Tales

  (625-558 a.c.) Anaxímenes (585-528/5 a.c.)

  (570-475 a.c.)

  (490-430 a.c.) AGUA AR “Tudo provém do ar e retorna ao ar”. Origem única de todas as coisas: "Tudo é água"

AGUA AR Jenofánes

AGUA+TERRA “Todas as coisas, inclusive o homem, são formados de terra e ar”. TERRA, ÁGUA, AR e FOGO

AGUA+TERRA QUATRO ELEMENTOS Empédocles

  , seriam os componentes últimos das coisas, ora reunidos sob a atração do

  Amor, ora separados pela força da Discórdia (ou do Ódio), os dois princípios cósmicos fundamentais.

  ELEMENTOS

  A H I S T Ó R I A DO Texto1 -

  Á T O M O Séc. V a.c.

  Tales

  • O atomismo dos antigos gregos se apóia num raciocínio lógico de acordo com o que se

  observa da natureza: os gregos não se preocupavam em ver os átomos - no sentido de

testar-lhes os efeitos - ao menos não faziam disso uma condição fundamental para

certificarem-se de sua existência. O que realmente lhes importava “era que aquilo que imaginavam, bastante engenhosamente, resultasse em efeitos sensíveis, observáveis: a imaginação pode corresponder à realidade, contanto que se imponha a si mesma regras lógicas”(1).

  : TALES, de Mileto – Filósofo - Grécia

  • A primeira noticia sobre alguém que tivesse se preocupado com o universo minúsculo data do século VI a.C. Conta-se que o filósofo Tales (640-546 a.C.), preocupado com o universo minúsculo data do século VI a.C. Conta-se que o filósofo Tales (640-546 a.C.), que vivia na cidade grega de Mileto, afirmava que todas as substâncias se originam na água, e, tanto quanto possível, retomam à água. Tales e outros filósofos gregos da Antigüidade defendiam a idéia de que todas as coisas tinham uma origem única, que chamavam de arché. Na concepção de Tales, essa origem seria a água.

  A H I S T Ó R I A DO Leucipo e Democritus

  Á T O M O Leucipo Demócritus (460-370 a.c.) (470-380 a.c.)

  "Nada deriva do acaso, "Nada deriva do acaso, mas tudo de uma razão sob a necessidade." Consideravam que todas as coisas do

  Universo eram formadas por um único tipo de partícula – O ATOMO (“indivisível”, em grego), eterno e imperecível, que se movimentava no

vazio.

  A H I S T Ó R I A DO Texto2 -

  Á T O M O Séc. V a.c.

  Leucipi

  • : Ele defendia que o universo é constituído por

  Leucipo, de Abdera – Filósofo – Ásia Menor elementos indivisíveis cujo movimento produz ou destrói os objetos, por união ou separação - e pelo vazio.

  Leucipo não deixou registros de suas idéias, e sua teoria sobreviveu graças a seu seguidor,

  Demócrito

  • – Filósofo (460-370 a.C.), que melhorou o conceito, afirmando que o universo é formado por um

  número infinito de elementos invisíveis, por serem muito pequenos e indivisíveis, pois se fossem divisíveis ao infinito, confundir-se-iam com o vazio. As teorias de Leucipo e Demócrito deram origem ao conceito de que a matéria é constituída por partículas muito pequenas e indivisíveis, chamadas de átomos (do grego, a: 'não' e tomo: 'divisível'). O conceito deles estava certo, no que diz respeito ao tamanho, mas incorreto no que se refere à indivisibilidade. Todavia, foram necessários mais de dois mil anos para que alguém conseguisse provar que não estavam completamente certos, como veremos mais adiante.

  A H I S T Ó R I A DO Á T O M O Platão, de Atenas

Platão UNIVERSO Aristóteles

  (427-347 a.c.)

  (384-322 a.c.)

A H I S T Ó R I A DO Á T O M O

  Texto3 - Platão Séc. III a.c.

  • : Platão via no sistema atômico apenas quatro espécies de átomos

Platão – Filósofo – Grécia

  (teoria dos quatro elementos), sendo estes água, terra, fogo e ar , que foram submetidos a uma compreensão geométrico-analítica, e passaram a possuir diferentes estruturas geométricas respectivamente as formas icosaédrica, cúbica, tetraédrica e octaédrica. Assim, as pequenas partículas de cada elemento tinham uma forma especial. A combinação entre elas resultava na imensa variedade das formas naturais. Como cada uma dessas estruturas geométricas possuía um raio, a análise de Platão revelava que o mundo era formado de estruturas matemáticas. A diferença de tamanho das figuras geométricas ilustrava diferentes espécies de uma mesma “classe”, por exemplo, dentro da classe dos líquidos, o vinho, o mel, e o óleo seriam diferentes pois apresentariam diferentes tamanhos nos seus corpúsculos elementares, embora todos eles fossem icosaédricos. Cada elemento se distinguia ainda por sua qualidade predominante: o calor para o fogo, o frio para a água, a umidade para o ar e a secura para a terra. Mas os elementos se relacionavam, também, através das qualidades, pois cada um deles possuía outra qualidade, além da predominante. Assim, as qualidades do qualidades, pois cada um deles possuía outra qualidade, além da predominante. Assim, as qualidades do fogo são o calor e a secura, as da água são o frio e a umidade e as do ar são a umidade e o calor. Os elementos podem se transformar uns nos outros de acordo com as qualidades que apresentem em comum. Assim, por exemplo, ‘retirando’ o frio, a água se transforma em ar, o que se relaciona às observações feitas sobre a evaporação dos líquidos.

  A H I S T Ó R I A DO Texto4 –

  Á T O M O Séc. III a.c.

  Aristóteles

  • : T ambém propôs uma teoria para a constituição da matéria, considerada

Aristóteles - Filósofo - Grécia

  inadequada nos dias atuais, diante de tudo que se conhece através das ciências. Simpatizante das idéias de outros filósofos (Anaximandro, Heráclito, Empédocles e Platão), Aristóteles acreditava que a base do mundo material era uma entidade para nós misteriosa, por ele chamada de "matéria primitiva", que não era percebida enquanto não tomasse forma. A forma viria a se materializar no que ele definiu como os quatro elementos básicos: fogo, ar, terra e água. Tais elementos eram representados por qualidades físicas, assim denominadas: calor, frio, secura e umidade.

  A convicção de que a essência das coisas materiais estaria em alguma entidade eterna, imutável, à parte da matéria, era a base do pensamento metafísico grego (metafísica: palavra de origem grega que designa o pensamento que não se refere diretamente às coisas materiais). Os filósofos metafísicos acreditavam que os nossos sentidos não seriam capazes de conhecer completamente as coisas e que os conhecimentos que adquirimos através delas são incompletos, falhos. completamente as coisas e que os conhecimentos que adquirimos através delas são incompletos, falhos. Eles pensavam que a existência do mundo material só seria completamente compreendida com o conhecimento das essências. Nelas deveria estar a verdadeira origem de tudo.

  Para eles, essas essências se materializariam em objetos constituídos pelos quatro elementos, para compor o mundo físico. Por defender essa postura, Aristóteles não apoiou a teoria atomista, que considerava materialista e simplória, e ainda condenou-a, atacando as idéias de Leucipo e Demócrito. Ele não admitia a possibilidade de existirem espaços vazios, como propunha Leucipo.

  O conceito aristotélico atravessou o tempo, perdurando por muitos séculos e exercendo notável influência no período a seguir. As idéias de Leucipo e Demócrito tiveram repercussões no Ocidente, defendidas pelos filósofos Epicuro (341-271 a.C.) e Leucrécio (97-54 a.C.), mas acabaram sendo soterradas, permanecendo na obscuridade por quase dois mil anos.

  A H I S T Ó R I A DO

  John Dalton

  Á T O M O John Dalton (1766-1844)

  1. Toda matéria é constituída por partículas fundamentais, os átomos.

  2. Os átomos têm a capacidade de se "juntar" (ligar)

Modelo atômico de Dalton: e formar "átomos compostos" (= hoje são

  “Bola de Bilhar” - Esférico, chamados moléculas). maciço, indestrutível, indivisível,

  3. As transformações químicas são separações, homogêneo e neutro; combinações e rearranjo entre os átomos.

  A H I S T Ó R I A DO Texto5 - Dalton

  Á T O M O 1806

  • :

John Dalton – Químico - Inglaterra foi o fundador da teoria atômica moderna que esteve na base

  do desenvolvimento da Química no século 19. Em 1806 publicou um livro onde foi apresentada, pela primeira vez de um modo muito semelhante ao atual, a idéia de que toda a matéria é constituída por partículas. Os postulados de Dalton são vários, mas podem ser resumidos em três essenciais, nos quais ele se baseou para enunciar a sua teoria:

  1. Os elementos são constituídos por partículas muito pequenas chamadas átomos. Todos os átomos de um dado elemento são idênticos, tendo em particular o mesmo tamanho, massa e propriedades químicas. Os átomos dos diferentes elementos diferem entre si em, pelo menos, uma propriedade. Os compostos são constituídos por átomos de mais de um elemento. Em qualquer composto, a razão entre o número de átomos dos dois elementos constituintes é um número inteiro, ou então uma fração simples.

  Todas as reações químicas consistem na separação, combinação ou rearranjo de átomos, mas nunca na criação ou destruição destes. Segundo o primeiro postulado, os átomos de um dado nunca na criação ou destruição destes. Segundo o primeiro postulado, os átomos de um dado elemento são diferentes dos átomos de todos os outros elementos. Dalton não tentou descrever a estrutura ou composição dos átomos, sobre a qual nada se conhecia, mas sabia que as propriedades distintas de dois compostos eram devidas às diferenças dos elementos que os constituem.

  2. Para formar um certo composto, não é apenas necessário ter os átomos apropriados, mas também saber combiná-los na proporção correta. Segundo Dalton, se dois elementos podem, por combinação, dar mais de um composto, então as massas de cada um dos elementos que, em cada composto, se combinam estão entre si segundo números inteiros pequenos. De fato, os compostos diferem entre si pelo número de átomos de cada tipo que se combinam, número esse sempre inteiro.

  3. O terceiro postulado de Dalton é uma outra forma de enunciar a lei da conservação da massa, segundo a qual a matéria não pode ser criada nem destruída. Sendo a matéria constituída por átomos, e não podendo estes ser criados ou destruídos numa reação química, a massa é necessariamente conservada.

  Segundo a teoria de Dalton pode definir-se átomo como sendo a menor porção de um elemento que pode participar numa reacção química. Dalton imaginava o átomo como sendo algo de muito pequeno e indivisível, mas grande parte dos estudos do século 19 vieram mostrar a existência de uma estrutura interna nos átomos.

  A H I S T Ó R I A DO Michael Faraday

  Á T O M O Michael Faraday (1791 - 1867) 1ª. A massa da quantidade de metal depositada nas barras metálicas e a quantidade de eletricidade que passa por cada solução, são proporcionais;

2ª. A massa de uma substância liberada por uma certa quantidade

que eletricidade é proporcional ao peso atômico do elemento liberado e inversamente proporcional à sua freqüência .

A H I S T Ó R I A DO Á T O M O

  Texto6 - Faraday 1833

  • : Em 1833, Faraday realizou algumas

Michael Faraday – Físico/Químico - Inglaterra

  experiências sobre a eletrólise das quais resultaram alguns dos primeiros indícios relativos à natureza da eletricidade e à estrutura elétrica dos átomos. Dessas experiências foram extraídas duas leis:

  1. Uma dada quantidade de eletricidade deposita sempre a mesma quantidade de uma dada substância no eletrodo.

  2. As massas das várias substâncias depositadas, dissolvidas ou formadas no eletrodo por uma quantidade definida de eletricidade são proporcionais às massas equivalentes das mesmas.

  Desta segunda lei podemos concluir, entre outras coisas, que as leis da eletrólise são análogas às que regem as reações químicas; logo, se um número definido de átomos se combina com uma pré- determinada quantidade de eletricidade, parece ser logicamente válido supor que a própria eletricidade é constituída por partículas. Desta forma, uma molécula deve poder receber ou perder um número inteiro destas partículas que constituem a eletricidade. Estes resultados experimentais foram posteriormente estudados mais profundamente por

  G. J. Stoney sendo que em 1874 ele sugeriu o nome de "elétron" para a partícula elétrica fundamental .

  A H I S T Ó R I A DO Á T O M O D m i t r i M e n d e l e e v v Dmitri I. Mendeleev Dmitri I. Mendeleev

  (1834-1907) Os dados eram anotados em cartões, que eram fixados na parede de seu laboratório e, conforme observava alguma semelhança, mudava a posição dos cartões.

  A H I S T Ó R I A DO Texto7 - Mendeleev

  Á T O M O 1869 : Em 1869, Mendeleev descobriu uma relação

Dmitri Mendeleev – Físico/Químico - Rússia •

  importante entre o peso atômico dos elementos e as suas propriedades físicas e químicas. Este facto levou-o a organizar um quadro em que os elementos estavam dispostos por ordem crescente do peso atômico, possuindo em cada coluna propriedades químicas análogas.

  Para que a regularidade se verificasse, Mendeleev teve de admitir que o peso atômico de alguns elementos estava mal determinado. Para ser mantida a idéia de periodicidade, a posição de alguns elementos não correspondia à que lhes competia, de acordo com o peso atômico determinado pelos químicos da época.

  Mendeleev teve também que assumir que a posição relativa de alguns elementos deveria ser alterada. Assim, por exemplo, o telúrio deveria ser colocado antes do iodo, embora o peso atômico do telúrio seja 128 e o do iodo 127. Assinalou também as inversões de outros pares de elementos como argônio e potássio, cobalto e níquel, tório e protactínio.

  Na data em que Mendeleev elaborou o seu quadro periódico alguns elementos estavam ainda por descobrir, pelo que deixou os seus lugares vagos. É o caso dos elementos análogos ao alumínio e ao silício mas com pesos atômicos entre 65 e 75. Estes elementos foram descobertos pouco tempo depois e denominados gálio e germânio, respectivamente .

  As previsões de Mendeleev foram todas verificadas. No que respeita aos pesos atômicos mal determinados, concluiu-se que elementos como o ítrio, o índio, o disprósio, o cério, o érbio, o lantânio, o tório ou o urânio estavam mal determinados. Por outro lado foram-se descobrindo sucessivamente todos os elementos que faltavam no quadro periódico de Mendeleev. As inversões assinaladas por este químico mantiveram-se, tendo s ido explicada, posteriormente, esta aparente anomalia.

  No quadro periódico de Mendeleev, atualizado, a que também se chama tabela periódica, atribui-se um número de ordem a cada elemento, designado por número atômico, e que corresponde ao número de elétrons do átomo neutro do elemento e como tal é igual ao número de prótons presentes no seu núcleo.

  A H I S T Ó R I A DO William Crookes

  Á T O M O Radiômetro de Crookes Raios Catódicos William Crookes (1832-1919 ) (1832-1919 )

  A H I S T Ó R I A DO

William Crookes (Descoberta do Eletron-1) Á T O M O William Crookes

  (1832-1919 ) (1832-1919 )

Pesquisa com Raios Catódicos

  Num tubo de vidro denominado de Ampola de Crookes são colocados dois eletrodos: o cátodo (pólo negativo) e o ânodo (pólo positivo). No interior do tubo existe gás rarefeito submetido a uma descarga elétrica

superior a 10 000 volts. Do cátodo parte um fluxo de elétrons denominado raios

catódicos, que se dirige à parede oposta do tubo, produzindo uma fluorescência

decorrente do choque dos elétrons que partiram do cátodo com os átomos do vidro da ampola.

  A H I S T Ó R I A DO Á T O M O William Crookes (Descoberta do Eletron-2) William Crookes

  (1832-1919 )

Os raios catódicos, quando incidem sobre um anteparo, produzem uma sombra

na parede oposta do tubo, permitindo concluir que se propagam em linha reta.

  (1832-1919 ) Pesquisa com Raios Catódicos

  A H I S T Ó R I A DO Á T O M O William Crookes (Descoberta do Eletron-3) William Crookes

  (1832-1919 )

Os raios catódicos movimentam um molinete ou cata-vento de mica, permitindo

concluir que são dotados de massa.

  (1832-1919 ) Pesquisa com Raios Catódicos

  A H I S T Ó R I A DO Á T O M O William Crookes (Descoberta do Eletron-4) William Crookes

  (1832-1919 )

Os raios catódicos são desviados por um campo de carga elétrica positiva,

permitindo concluir que são dotados de carga elétrica negativa.

  (1832-1919 ) Pesquisa com Raios Catódicos

A H I S T Ó R I A DO Á T O M O

  Texto8 - Crookes 1875

  : Devemos a descoberta dos raios catódicos Willian Crookes – Físico/Químico - Inglaterra

  (elétrons acelerados) a Sir W. Crookes (inglês). Produzindo descargas elétricas num tubo de alto vácuo ele produziu um feixe de elétrons que podiam ser desativados pela ação de ímãs e campos magnéticos.

  Para Crookes, os raios catódicos eram moléculas carregadas, as quais constituíam o quarto estado da

  matéria (essa denominação é hoje usada quando nos referimos ao plasma, que é exatamente o que se tem quando se produz uma descarga elétrica num gás rarefeito!).

  A H I S T Ó R I A DO Eugen Goldstein (Descoberta do Próton-1)

  Á T O M O Descoberta do PRÓTON Eugen Goldstein (1850-1930)

A H I S T Ó R I A DO Á T O M O

  Texto9 - Goldstein 1876

  • : Em 1876, o físico alemão Eugen Goldstein (1850-

Eugen Goldstein – Físico - Alemanha

  1931) denominou de raios catódicos (“Kathodenstrahlen”) às emanações provindas do catodo do tubo de vácuo que havia sido construído pelo físico inglês William Crookes (1832-1919), em 1875. As propriedades dos raios catódicos não dependiam do metal usado nos pólos dos tubos à vácuo. • Introduziu o termo raios catódicos No interior da ampola de descarga em gases rarefeitos é colocado um cátodo perfurado. • Do cátodo perfurado partem os elétrons ou raios catódicos (representados em vermelho), que se • chocam com as moléculas do gás (em azul claro) contido no interior do tubo. Com o choque, as moléculas do gás perdem um ou mais elétrons, originando íons positivos (em azul escuro) que repelidos pelo ânodo, são atraídos pelo cátodo, ... atravessam os furos e colidem com a parede do tubo de vidro, enquanto os elétrons são atraídos pelo ânodo e ao colidirem com a parede de vidro do tubo produzem fluorescência. Os raios canais são, na realidade, prótons. Os raios canais são, na realidade, prótons.

  A H I S T Ó R I A DO Eugen Goldstein (Descoberta do Próton-2)

  Á T O M O Descoberta do PRÓTON Eugen Goldstein (1850-1930)

  A H I S T Ó R I A DO Eugen Goldstein (Descoberta do Próton-3)

  Á T O M O Descoberta do PRÓTON Eugen Goldstein (1850-1930)

  A H I S T Ó R I A DO Eugen Goldstein (Descoberta do Próton-4)

  Á T O M O Descoberta do PRÓTON Eugen Goldstein (1850-1930)

  A H I S T Ó R I A DO Á T O M O

RAIOS X

  (1845 - 1923) ! ! "

  #$ %# & ! ! '

  ! ! 1901

  A H I S T Ó R I A DO Texto10 - Roentgen

  Á T O M O 1895 : Como muitos físicos da época. Roentgen

Wilhelm Konrad Roentgen – Físico - Alemanha •

  pesquisava o tubo de raios catódicos inventado pelo inglês William Crookes anos antes. Quando Roentgen ligou o tubo naquele dia, algo muito estranho aconteceu: perto do tubo, uma placa de material fluorescente chamado platinocianeto de bário brilhou. Ele desligou o tubo e o brilho sumiu. Ligou de novo e lá estava ele. O brilho persistiu mesmo quando Roentgen colocou um livro e uma folha de alumínio entre o tubo e a placa. Alguma coisa saia do tubo, atravessava barreiras e atingia o platinocianeto.

  Por seis semanas, o físico ficou enfurnado no laboratório. tentando entender o que era aquilo. No dia 22 de dezembro. fez a radiação atravessar por 15 minutos a mão da mulher, Bertha, atingindo do outro lado uma chapa fotográfica. Revelada a chapa, viam-se nela as sombras dos ossos de Bertha, na primeira radiografia da história.

  Em outra experiência, tirou a radiografia de seu rifle de caça e observou uma pequena falha interna. Com isso, ele antecipou um dos usos atuais dos raios-X: descobrir falhas internas em peças industriais. Também radiografou uma caixa de madeira fechada com peças metálicas no interior. Fez, portanto, o que hoje se vê nos aeroportos, onde as bagagens são radiografadas pelo pessoal da segurança.

  Fascinado. mas ainda confuso. Roentgen decidiu chamar os raios de "X" - símbolo usado em ciência para designar o desconhecido. Passados l00 anos, não só o raio X deixou de ser obscuro como ajudou a clarear muita coisa para o olho e para a mente humana. sem ele não conheceríamos a estrutura das moléculas e não poderíamos ver as explosões que incendeiam o Sol. Também não teríamos informações importantes e curiosas sobre coisas tão diversas quanto o método de trabalho do pintor Van Gogh ou acredite - o torcicolo de múmias egípcias.

  A H I S T Ó R I A DO Á T O M O

RAIOS X

  (1845 - 1923) 1901

  A H I S T Ó R I A DO

A n Á T O M O t o n i e H

  Registro obtido por B

  Becquerel em chapa e c fotográfica de q radiações emitidas u e naturalmente. r Antonie H. Becquerel e e

  (1852 - 1908) l

  Em 1895, Roentgen descobriu que os raios X podiam provocar fluorescência em certos

materiais. Becquerel ficou, então curioso para saber se o contrário também era possível: se

uma substância fluorescente emitiria raios X. Para verificar essa possibilidade, envolveu uma chapa fotográfica com papel preto, colocou sobre ele cristais de um material

fluorescente (um composto de urânio) e expôs o conjunto à luz solar. Caso a luz provocasse

fluorescência nos cristais e eles passassem a emitir raios X, a chapa seria impressionada.

  A H I S T Ó R I A DO Texto11 -

  Á T O M O 1895 Becquerel

  : Antonie Henri Becquerel herdou da família o

Antonie H. Becquerel – Físico - França •

  interesse pela Física. O avô realizara trabalhos na área da eletroquímica e o pai pesquisara os fenômenos da fluorescência e da fosforescência. As pesquisas por ele realizadas transformariam a concepção que se tinha sobre a estrutura da matéria. Em 1895, Roentgen descobriu que os raios X podiam provocar fluorescência em certos materiais. Becquerel ficou, então curioso para saber se o contrário também era possível: se uma substância fluorescente emitiria raios X. Para verificar essa possibilidade, envolveu uma chapa fotográfica com papel preto, colocou sobre ele cristais de um material fluorescente (um composto de urânio) e expôs o conjunto à luz solar. Caso a luz provocasse fluorescência nos cristais e eles passassem a emitir raios X, a chapa seria impressionada. Isso de fato ocorreu. Procurou então repetir a experiência nos dias seguintes, mas eles foram todos nublados. Na última tentativa, desmontou o conjunto e resolveu revelar a chapa assim mesmo. Surpreso, verificou que ela fora intensamente impressionada. A radiação que atingira não dependera, então, da incidência de luz solar nos cristais. Eles emitiam radiações por si mesmos! Em 1899, Becquerel descobriu que a trajetória dessa radiação podia ser alterada por campos magnéticos fortes, o que indicava ser ela constituída por partículas com carga elétrica. No ano seguinte, concluía que essas partículas tinham carga negativa, e eram elétrons acelerados. Em mais um ano, identificou a fonte desses elétrons: eles provinham dos átomos de urânio.

  A H I S T Ó R I A DO J. J. Thompson

  Á T O M O

  • Modelo atômico de Thompson (Modelo do pudim de passas).

  1906 Josef J. Tompson (1818-1889) (1818-1889)

  

Observou partículas negativas muito menores que os átomos, os

elétrons, provando assim que os átomos não eram indivisíveis.

  Formulou a teoria de que os átomos seriam uma esfera com carga elétrica positiva onde estariam dispersos os elétrons suficientes para que a carga total do átomo fosse nula.

  A H I S T Ó R I A DO Texto12 -

  Á T O M O 1897 Thompson

  • : Os pesquisadores ingleses achavam que a radiação era de

Josef J. Thompson – xxx -xxxx

  natureza corpuscular. Isso porque Crookes tinha descoberto que a trajetória dos raios se curvava quando em presença de um campo magnético, transportavam carga elétrica negativa. Thomson estava decidido a defender a teoria corpuscular partindo para a experimentação. Após sucessivas tentativas, conseguiu medir a razão carga / massa dessas partículas e descobriu que seu valor era aproximadamente mil vezes maior que o observado na eletrólise dos líquidos. Imediatamente procurou medir a carga de eletricidade conduzida por vários íons negativos, e chegou à conclusão de que era a mesma tanto na descarga gasosa quanto na eletrólise. Constatava-se, assim, que as partículas constituintes dos raios catódicos eram muito menores que qualquer átomo conhecido, por pequeno que fosse: eram os elétrons. Ele explicou este fato da seguinte forma: "

  Visto que os raios catódicos transportam uma quantidade de eletricidade negativa, são desviados por uma força eletrostática

como se fossem negativamente carregados, e sofrem a ação de uma força

exatamente como se fossem um corpo carregado negativamente, movendo-se ao longo do caminho seguido pelos raios, não vejo como fugir à explicação de que ". eles são cargas de eletricidade negativa transportadas por partículas da matéria

  Aliás, o fato de serem independentes da natureza do gás utilizado sugere que são um "fragmento" encontrado em todos os átomos. Essa descoberta contou com a colaboração de muitos outros cientistas, mas foi Thomson o primeiro a intuir que os elétrons são corpúsculos dotados de carga elétrica e de massa e, principalmente, que fazem parte de toda matéria do Universo. Formulou uma teoria sobre a estrutura do átomo: Para ele, o átomo era uma esfera maciça com carga positiva. Os elétrons estariam presos à superfície da esfera e contrabalançariam a carga positiva. Esse modelo ficou conhecido como "pudim de massas", e seria mais tarde substituído pelo modelo de Rutherford, discípulo de Thomson.

  A H I S T Ó R I A DO Albert Einstein

  Á T O M O “Eu não estou interessado neste ou naquele fenômeno. Eu quero saber como Deus criou o mundo, quais são os Seus pensamentos. O Albert Einstein

  (1879-1955) 1921

Albert Einstein Albert Einstein resto é detalhe”. resto é detalhe”

  E=mc²

A H I S T Ó R I A DO Á T O M O 1905

  Texto13 - Einstein

  • : Sua teoria da relatividade

Albert Einstein – Físico/Matemático -Alemanha espacial mudou as idéias sobre o espaço, o tempo e a natureza do universo

  Em 1905, ele utilizou com sucesso a teoria quântica para explicar o efeito fotoelétrico, recebendo por • isso o Prêmio Nobel de Física de 1921. Ainda em 1905, apresentou a teoria especial da relatividade, descrevendo os efeitos do movimento na • forma de valores observados de comprimento, massa e tempo. Uma conseqüência dessa teoria é que a massa, m, é equivalente à energia, E, um conceito expresso pela equação, E=mc² onde c é a velocidade da luz. Essa é a base de todos os cálculos da energia liberada por reações nucleares. Ele expandiu suas idéias na teoria geral da relatividade, publicada em 1915, que é centrada na gravitação e nos efeitos do movimento acelerado.

  • Sendo judeu, foi perseguido pelos nazistas e em 1932 teve de deixar a Alemanha. Depois de uma rápida passagem pela Inglaterra, fixou-se nos Estados Unidos e posteriormente tornou-se cidadão americano. Passou seus últimos anos tentando desenvolver uma grande teoria unificada - um único sistema • matemático que incorporasse as leis da gravitação e do eletromagnetismo.

  A H I S T Ó R I A DO Robert Andrews Milikan

  Á T O M O CARGA ELEMENTAR Robert A. Milikan

  (1868-1963)

  A H I S T Ó R I A DO Robert Andrews Milikan

  Á T O M O CARGA ELEMENTAR Robert A. Milikan (1868-1963)

A H I S T Ó R I A DO Á T O M O 1911

  Texto14 - Milikan

  • : A Experiência da Gota de Óleo de Millikan é uma das mais populares e

Robert A. Milikan

  fascinantes experiências realizáveis num laboratório de Física por várias razões:

  • O principio experimental é de fácil execução e compreensão
  • Mede uma constante fundamental atômica por um método criado por Robert Millikan - As observações do efeito de um ou mais elétrons sobre as gotas de óleo num campo elétrico dando uma demonstração da natureza quantitativa da eletricidade O sistema da Experiência de Millikan utiliza um sistema de pré-alinhamento óptico e um condensador • especial para uma boa observação das gotas de óleo. A precisão dos resultados depende da habilidade do experimentador em obter medidas corretas de vários parâmetros: tensão dos pratos, separação dos pratos, tempo e distância da queda e ascensão das gotas de óleo, temperatura, densidade do óleo, etc. O extremo cuidado do design e a sua construção garantem a obtenção de bons resultados, partindo do • O extremo cuidado do design e a sua construção garantem a obtenção de bons resultados, partindo do • principio que o utilizador seguirá todos os cuidados necessários na obtenção de resultados. Nesse caso a precisão dos valores estarão dentro dos 3% de um valor aceitável.

  A H I S T Ó R I A DO

Rutterford Á T O M O Ernest Rutterford

  (1871-1937) Rutherford demonstrou que a maior parte do átomo era espaço

vazio, estando a carga positiva localizada no núcleo (ponto central

do átomo), tendo este a maior parte da massa do átomo. Os elétrons estariam girando em torno do núcleo. Rutherford também descobriu a existência dos prótons, as partículas com carga positiva que se encontram no núcleo.

  A H I S T Ó R I A DO Texto15 -

  Á T O M O 1911 Rutterford

  • :A descoberta da radioatividade permitiu um

Ernest Rutterford – Físico - Inglaterra

  melhor conhecimento da estrutura da matéria. Rutherford, refutou o modelo de Thompson. Em 1911, bombardeou uma finíssima folha de ouro com cerca de 100nm de espessura (1 nm = 10E-9 m) com partículas (He2+) emitidas por um material de rádio. Essas partículas recolhidas por uma tela de cintilação de sulfureto de zinco (pode-se substituir por uma película fotográfica) demonstravam que a maioria das partículas passava sem se desviar. Algumas desviavam-se consideravelmente e pouquíssimas eram refletidas. Rutherford justificou este comportamento com um átomo quase vazio.

  a) O átomo com núcleo. No átomo de Rutherford, a massa estava concentrada no centro (núcleo) de • uma esfera, muito maior, que era ocupada pelos elétrons (camada exterior). O diâmetro do núcleo era cerca de dez mil vezes menor do que o da camada exterior e entre eles existia um grande espaço vazio. Ao número de prótons que o núcleo do átomo contém chama-se número atômico. O número atômico representa-se pela letra Z. Ao número de núcleos (prótons + nêutrons) denomina-se número de massa. O número de massa representa-se pela letra A de massa. O número de massa representa-se pela letra A

  A H I S T Ó R I A DO Rutterford (EXPERIMENTO)

  Á T O M O Ernest Rutterford (1871-1937)

  Experimento de Rutherford - Partículas radioativas incidem sobre uma folha de ouro. A

maioria destas partículas passa através da folha pois são muito mais pesadas que os elétrons

(pontos pretos). Rutherford verificou que as cargas positivas são localizadas em pequenos

núcleos (esferas vermelhas). Desta forma explicaria porque as partículas incidentes são as

vezes desviadas de sua trajetória. Antes deste experimento acreditava-se que as cargas positivas não eram localizadas em núcleos.

  Assim, o modelo Atômico de Rutherford se assemelhava a uma versão microscópica do modelo planetário, mas ao invés da força gravitacional, a força elétrica é a principal responsável pela atração elétron-núcleo. Este é o modelo atômico mais comumente encontrado na literatura moderna, embora verificou-se ser incompleto.

  A H I S T Ó R I A DO Niels Henrik David Bohr

  Á T O M O 1922 Niels H. David Bohr (1885-1962)

  

Bohr apresentou alterações ao modelo de Rutherford: os elétrons só podem ocupar

níveis de energia bem definidos, e os elétrons giram em torno do núcleo em órbitas com energias diferentes. As órbitas interiores apresentam energia mais baixa e à

medida que se encontram mais afastadas do núcleo o valor da sua energia é maior.

Quando um elétron recebe energia suficiente passa a ocupar uma órbita mais

externa (com maior energia) ficando o átomo num estado excitado. Se um elétron

passar de uma órbita para uma outra mais interior liberta energia.

Os elétrons tendem a ter a menor energia possível - estado fundamental do átomo.

  A H I S T Ó R I A DO Niels Henrik David Bohr (ESPECTRO)

  Á T O M O 1922 Niels H. David Bohr (1885-1962)

  A H I S T Ó R I A DO Texto16 -

  Á T O M O 1913 Bohr

  : O átomo de Rutherford definia bem a natureza

Niels H. David Bohr– Físico -Dinamarca •

  elétrica da matéria. No entanto, não conseguia explicar a existência de espectros descontínuos de emissão.

  • a) Espectro de emissão: Quando os átomos de um determinado elemento aquecem e atingem uma determinada temperatura, emitem luz. As luzes emitidas têm determinados comprimentos de onda, característicos de cada elemento. Cada comprimento de onda corresponde a uma cor do arco-íris e cada cor à emissão de uma energia. Se a luz resultante atravessar um prisma óptico, podem separar- se as cores que o formam. A energia de cada unidade de luz (fóton) foi calculada por Planck: E = h.v, onde v é a freqüência da luz e h é a constante de Planck, que é igual a 6,625e-34 joule.segundo. A freqüência depende unicamente do comprimento de onda. Por conseguinte, quando um átomo sobreaquecido emite luz de determinadas cores, significa que emite apenas determinadas energias.
  • b) Postulados: Em 1913, Niels Bohr explicou o espectro do átomo de hidrogênio e de outros átomos chamados hidrogenóides, que são os íons He+ ou Li2+ possuidores de um só elétron, a partir dos postulados seguintes. O primeiro diz que um elétron em órbita estacionária não emite energia em forma de radiação. Assim O primeiro diz que um elétron em órbita estacionária não emite energia em forma de radiação. Assim • • se explica por que motivo um elétron quando gira em redor de um núcleo não perde energia nem cai sobre o núcleo. O segundo princípio indicava que nem todas as órbitas eram possíveis, mas apenas as que satisfazem • a relação: m.v.r = n.h/2pi sendo m a massa do elétron, v a sua velocidade linear, r o raio da sua órbita, n um número inteiro 1, 2, 3, etc. e h a constante de Planck. O terceiro postulado diz que, quando um elétron passa de uma órbita para outra de menor energia, • emite esta energia em forma de radiação (luz). Esta radiação possui uma freqüência (cor) que se pode calcular pela equação de Planck. Estes postulados explicam os espectros de emissão.
  • podendo os elétron ocupar o espaço intermédio. Estes saltos correspondem à emissão do espectro. A cada órbita corresponde uma energia que depende do valor de n do segundo postulado, que se denomina número quântico principal. Quanto maior for o raio, maior é a energia.

  c) Níveis de energia. O átomo de Bohr possui órbitas diferentes que têm raios diferentes, não

  d) Número de elétron. Em cada órbita, o número máximo de electrões possível pode ser facilmente • calculado através expressão: N = 2.n.n, sendo n o número de ordem da órbita, e sabendo que a numeração das órbitas vai da mais interna à mais externa. O átom

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