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Modelo Atômico de Thomson

 

Modelo Atômico de Thomson - O que é

Modelo Atômico de Thomson

Modelo Atômico de Thomson foi a primeira descrição teórica da estrutura interna dos átomos, proposta por volta de 1900 por Lord Kelvin e fortemente apoiada pelo Sir Joseph John Thomson , que tinha descoberto (1897), o elétron, uma parte com carga negativa de cada átomo.

Apesar de vários modelos alternativos terem sido avançados na década de 1900 por Lord Kelvin e outros, Thomson declarou que os átomos são esferas uniformes de carga positiva importa em que os elétrons estão inseridas.

Popularmente conhecido como o modelo de pudim de ameixas, que teve de ser abandonada (1911) em ambos os fundamentos teóricos e experimentais em favor do modelo atômico de Rutherford , no qual os elétrons descrevem órbitas sobre um núcleo positivo pequena.

Modelo Atômico de Thomson - Pudim de Ameixa

O modelo pudim de ameixa é um dos vários modelos científicos do átomo.

Primeira proposta por JJ Thomson em 1904 logo após a descoberta do elétron, mas antes da descoberta do núcleo atômico, o modelo representou uma tentativa de consolidar as propriedades conhecidas de átomos no momento:

1) elétrons são partículas carregadas negativamente e
2) os átomos partículas carregada neutras.

Modelo Atômico de Thomson

Modelo Atômico de Thomson

J. J. Thomson, que descobriu o elétron em 1897, propôs o modelo pudim de ameixa do átomo em 1904, antes da descoberta do núcleo atômico, a fim de incluir o elétron no modelo atômico.

No modelo de Thomson, o átomo é composto de elétrons (que Thomson ainda chamados de "corpúsculos", embora GJ Stoney tinha proposto que os átomos de eletricidade ser chamado de elétrons em 1894) cercado por uma sopa de carga positiva para equilibrar cargas negativas dos elétrons, como carga negativa "ameixas" cercadas por carregado positivamente "pudim". Os elétrons (como os conhecemos hoje) foram pensados para ser posicionado ao longo do átomo em anéis de rotação. Neste modelo o átomo foi também, por vezes descrito como tendo uma "nuvem" de carga positiva.

O modelo Thomson em 1904 foi refutada pelo experimento folha de ouro em 1909 realizada por Hans Geiger e Ernest Marsden.

Esta experiência folha de ouro foi interpretada por Ernest Rutherford e em 1911 a sugeriu que existe um núcleo muito pequeno no átomo e que continha uma elevada carga positiva (no caso do ouro, suficiente para equilibrar a carga negativa coletivo de cerca de 100 electrões).

Suas conclusões levaram a propor o modelo de Rutherford do átomo.

Átomos - Distribuição de Carga

Modelo Atômico de Thomson
Modelo Atômico de Thomson

Em 1897 J.J. Thomson descobriu o electrão, uma partícula de carga negativa mais de duas mil vezes mais leve do que um átomo de hidrogênio.

Thomson inicialmente acreditava que o átomo de hidrogênio deveria ser composto de mais de dois mil elétrons, para explicar a sua massa.

Um átomo feito de milhares de elétrons têm uma elevada carga elétrica, negativa. Isso não foi observado, como os átomos são geralmente descarregados.

Em 1906, Thomson sugeriu que os átomos continham muito menos elétrons, um número aproximadamente igual ao número atômico.

Estes elétrons devem ter sido equilibrado por algum tipo de carga positiva.

A distribuição de carga e massa no átomo era desconhecida.

Thomson propôs um modelo de "pudim de ameixa", com carga positiva e negativa preenchendo uma esfera única de um décimo bilionésimo de um metro de diâmetro.

Este modelo pudim de ameixa foi aceito no geral.

O Modelo Atômico de Thomson

Modelo Atômico de Thomson
Joseph John Thomson

Em 1859 descobriu-se os raios catódicos.

Surgiam então, técnicas mais controladas no estudo de passagem de corrente, com a substituição de líquidos por gases a baixa pressão. Se em um tubo fechado (ampola de vidro), contendo dois eletrodos e tendo uma das paredes revestidas com o elemento químico fósforo, for feito vácuo, ao se aplicar uma diferença de potencial elétrico entre os eletrodos, aparecerá uma fluorescência. Esta fluorescência é causada pelos raios catódicos.

Mas John Thomson se debatia quanto à questão: Raios catódicos são partículas carregadas ou são ondas no éter?

Os experimentos de Thomson foram realizados tendo como "pano de fundo" a controvérsia da natureza dos raios catódicos e todo o seu estudo foi realizado para esclarecer esta dúvida.

Em 1897, Thomson decidiu medir a razão carga/massa dos raios catódicos para identificar se os raios catódicos eram íons (se a razão carga/massa não fosse constante) ou se eram uma partícula carregada universal (se a razão carga/massa fosse constante para todos os gases).

Thomson, em sua famosa experiência de 1897, utilizando um tubo de raios catódicos (Fig.1) para aplicar simultaneamente campos elétricos e magnéticos aos raios, comprovou que os raios catódicos se comportavam como partículas negativamente carregadas. Equilibrando o efeito do campo elétrico e o do campo magnético, e com as leis básicas da eletricidade e do magnetismo, Thomson pôde calcular a razão entre a carga e a massa das partículas no feixe. Demonstrou que a razão numérica entre carga elétrica (e) e massa (m) - em unidades do Sistema Internacional (SI), Coulomb (C) para a carga e quilograma (Kg) para a massa - era da ordem de 1,7 x 1011 para todas as substâncias por ele investigadas. Assim, concluiu que os raios catódicos eram constituídos por partículas carregadas e que essas partículas (depois chamadas de elétrons) eram universais, ou seja, eram as mesmas, qualquer que fosse a substância investigada.

Modelo Atômico de Thomson
Fig.1 Experiência de Thomson para medir a razão entre a carga e a massa do elétron. Um feixe de elétrons (raios catódicos) passa através de um campo elétrico e de um campo magnético. A experiência está montada de modo que o campo elétrico provoca desvio em um sentido, enquanto o campo magnético desvia o feixe no sentido oposto. A razão entre a carga e a massa é determinada quando se equilibram os efeitos dos dois campos.

Thomson não pôde, porém, determinar, independentemente uma da outra, a massa e a carga.

Coube ao físico americano Robert Andrews Millikan (1868-1953) medir a carga de um elétron e assim possibilitar o cálculo de sua massa.

 O fato de serem produzidos raios consistindo de partículas negativamente carregadas num tubo de descargas de gás sugeria que raios de partículas positivamente carregadas também eram formados. Raios deste tipo foram descobertos por Goldstein (1886), que observou que, quando o cátodo de um tubo de descargas era perfurado por pequenos buracos, pontos de luz apareciam atrás dele.

Ele concluiu que a luminosidade era causada por raios que se moviam em direção contrária às dos raios catódicos e passavam através dos furos no cátodo. Estes raios, que eram chamados de raios canal, eram desviados por campos elétricos e magnéticos, e a partir das direções das deflexões conclui-se que eles consistiam de partículas positivamente carregadas. Tal resultado deu origem à expressão geralmente mais usada de raios positivos.

A descoberta da radioatividade, a prova da existência independente do elétron dada por Thomson, juntamente com a descoberta dos raios positivos, forneceu um ponto de partida para as teorias sobre a estrutura atômica. A partir daí, Thomson começou a se indagar sobre a estrutura do átomo. Inicialmente, pensou que um átomo típico tivesse milhares de elétrons para dar conta da massa (considerando que a massa do elétron é aproximadamente 1,7 vezes menor que a massa do átomo de hidrogênio e tomando por hipótese que a massa da carga positiva fosse da mesma ordem de grandeza que a massa do elétron). Porém, os resultados experimentais não davam suporte a essa hipótese.

Na ausência de informações sobre a maneira pela qual as cargas positivas e negativas estão distribuídas num átomo, Thomson propôs um modelo simples.

Em 1904, Thomson propôs seu modelo atômico, mais conhecido como “pudim de passas”.

Thomson admitia que o átomo era uma esfera com carga positiva distribuída de forma uniforme, não tendo um caráter de partícula. Dessa forma, os elétrons, fazendo papel das passas, ficavam espalhados dentro dessa “massa positiva” e permeável, daí o nome do modelo, com o qual não era mais necessário o átomo ter muitos elétrons para dar conta da massa, sendo, então, o material positivo a parte mais massiva do átomo.

Fonte: www.britannica.com/www.boundless.com/www.iq.ufrgs.br

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