Descreva as principais contribuições de Bohr e Rutherford na elucidação da estrutura atômica, não se esquecendo de apontar as falhas dos modelos propostos e experiências que contribuíram para a explicação da atual estrutura atômica.
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente descrever o que o Rutherford e o Bohr mandaram de bom (e de ruim) na história do átomo. A matéria é Modelo Atômico e a gente vai precisar relembrar a famosa experiência da folha de ouro do Rutherford, o modelo planetário dele, depois os “palpites” do Bohr sobre órbitas quantizadas, e por fim entender onde cada modelo bateu cabeça e como isso levou ao modelo quântico atual.
Passo 2
Vamos começar pelo Rutherford. Lá em 1911 ele mandou bala numa experiência de espalhamento de partículas alfa (núcleos de Hêlio) sobre uma lâmina de ouro bem fininha. A ideia era testar o modelo de Thomson (o “pudim de passas”), que imaginava cargas positivas distribuídas por todo o átomo.
Teoria aplicada: quando uma partícula carrega carga, ao passar perto de outra carga grande ela sofre deflexão por forças eletrostáticas (Lei de Coulomb).
Teoria aplicada: quando uma partícula carrega carga, ao passar perto de outra carga grande ela sofre deflexão por forças eletrostáticas (Lei de Coulomb).
Resultado prático: a maioria das alfas atravessava quase sem desviar, mas algumas voltavam quase 180°. Isso só fazia sentido se a carga positiva e a maior parte da massa estivessem concentradas num núcleo minúsculo, daí o resto do átomo ser “vazio” e os elétrons girando ao redor.
Limitação: o modelo planetário de Rutherford não explicava por que os elétrons, que são cargas negativas em movimento circular, não perdiam energia pelas emissões de radiação e acabavam colapsando no núcleo.
Passo 3
Agora entra o Bohr, em 1913, tentando corrigir a instabilidade do modelo planetário. Ele deu três postulados básicos:
- Só existem órbitas permitidas onde o momento angular do elétron é múltiplo inteiro de
(quantização):
2) Enquanto o elétron está em uma dessas órbitas, não emite radiação (estado estacionário).
3) A emissão ou absorção de fótons ocorre quando o elétron “salta” de uma órbita
Em consequência, para o átomo de hidrogênio Bohr conseguiu deduzir a série de Rydberg e a fórmula das linhas espectrais:
Passo 4
Pontos fortes do modelo de Bohr:
- Explicou direitinho o espectro do hidrogênio (Balmer, Lyman etc.).
- Introduziu o conceito de quantização, um passo enorme para a Física Moderna.
Falhas do modelo de Bohr:
- Falha em átomos com mais de um elétron.
- Não trata de efeitos finos (spin, relatividade).
- Em última análise, não incorpora o caráter ondulatório dos elétrons (não havia onda de matéria na época).
Passo 5
Com o tempo a galera foi vendo que a descrição certa viria da mecânica quântica (Schrödinger, Heisenberg, Dirac), onde o elétron é uma função de onda que ocupa regiões de probabilidade, não órbitas bem definidas. Isso resolve a estabilidade e aproxima muito melhor a realidade.
Resposta
Rutherford estabeleceu, via espalhamento de partículas alfa, que o átomo tem um núcleo compacto (carga positiva) e elétrons girando ao redor, mas seu modelo planetário não explicava a estabilidade e emissão de radiação. Bohr resolveu a instabilidade propondo órbitas quantizadas e conseguiu derivar o espectro do hidrogênio, porém seu esquema falhava para átomos mais complexos e não incluía a natureza ondulatória dos elétrons. A união desses resultados levou ao desenvolvimento da mecânica quântica, que forma o modelo atômico aceito hoje.