Ainda no sécula XIX, algumas evidências da natureza elétrica da matéria já tinham sido descobertas por Humphry Davy e Faraday, que concluíram que o átomo continha partículas negativas que poderiam ser adicionadas ou removidas - mostrando que o átomo pode ser dividido. Com o estudo dos raios catódicos, o Inglês Joseph Thomsom encontra a razão carga massa do elétron e em 1898 propõe um novo modelo atômico. O que são raios catódicos e quais eram as concepções de átomo para Thomsom?
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente entender dois pontos: (1) o que eram raios catódicos e (2) qual era a ideia de átomo que o J. J. Thomson tinha lá em 1898. O conteúdo é história da física e modelos atômicos primitivos. Para resolver, a gente vai precisar lembrar do experimento em tubos de descarga (vácuo parcial) e de conceitos básicos de eletricidade (partículas carregadas, campos elétricos e magnéticos).
Passo 2
Raios catódicos eram esses “feixes” que apareciam quando você colocava uma alta tensão num tubo de vidro com gás rarefeito. Lá dentro havia um eletrodo negativo (cátodo) e um positivo (ânodo). Ao aplicar tensão, pintava um brilho verde ou azulado na parede do tubo, vindo justamente de partículas que saíam do cátodo. As propriedades principais que Thomson e outros notaram:
- Se colocasse uma placa carregada positivamente, o feixe se curvava em direção a ela (logo, era carga negativa).
- Se passasse um ímã por perto dava pra desviar o feixe de forma parecida (daí associaram aquelas partículas a algo que podia interagir com campo magnético).
Tudo isso apontava que não era luz, mas sim partículas com carga negativa – o que hoje a gente chama de elétron.
Passo 3
Thomson mediu bem o quanto esses raios catódicos se desviavam num campo elétrico e magnético e conseguiu determinar a razão carga/massa
. Isso foi um choque: mostrou que essas partículas eram muito leves (muito menor que qualquer íon conhecido) e com carga bem pequena. Resumindo, ele provou que elétron era uma parte fundamental de todos os átomos, não só daquele gás específico.
Passo 4
Com essa descoberta na mão, Thomson propôs um modelo de átomo diferente do “indivisível” que muita gente ainda defendia. No modelo dele, o átomo era uma esfera de carga positiva distribuída uniformemente, com muitos elétrons (essas partículas negativas) encaixados dentro, como passas num pudim – daí pintou o nome “plum pudding model”. A ideia era: a carga positiva segurava tudo junto e os elétrons ficavam equilibrados dentro pra átomo ser neutro.
Resposta
Raios catódicos são feixes de elétrons produzidos em tubos de descarga a baixa pressão, que se desviam por campos elétricos e magnéticos. Para Thomson, o átomo era uma esfera de carga positiva com elétrons incrustados, formando o chamado “modelo do pudim de passas”.