Explique o sucesso e falha do modelo atômico e Rutheford.
Passo 1
Beleza, vamos falar do modelo atômico do Rutherford. A questão é: “Quais foram os sucessos e as falhas desse modelo?” Esse tópico tá dentro da parte de modelos atômicos na Física/Química. Para responder a gente vai precisar dar uma pincelada no experimento de espalhamento de partículas α, entender o que ele revelou (teoria de dispersão clássica) e pensar nas leis do eletromagnetismo de Maxwell.
Passo 2
Primeiro, recapitulando a teoria do experimento de Rutherford: lá em 1911, bombardearam uma lâmina de ouro com partículas α (que são núcleos de hélio, carga +2e). Mediram quantas eram desviadas em vários ângulos. Segundo o modelo de Thomson (o “pudim de passas”), a massa e carga positiva estavam espalhadas pelo átomo, então nada devia desviar muito. Mas, surpresa! A maioria passou reto, algumas desviaram bastante e umas poucas até voltaram!
Passo 3
Sucesso 1 – Núcleo bem definido:
Rutherford propôs que quase toda a massa e a carga positiva do átomo estão concentradas num ponto pequenininho chamado núcleo. Isso explica por que algumas partículas α vêm de volta: bateram de frente com um objeto muito denso e carregado positivamente.
Rutherford propôs que quase toda a massa e a carga positiva do átomo estão concentradas num ponto pequenininho chamado núcleo. Isso explica por que algumas partículas α vêm de volta: bateram de frente com um objeto muito denso e carregado positivamente.
Sucesso 2 – Espaço vazio:
Como a maior parte das α não desviou, o átomo é quase todo “vazio”. Isso mudou totalmente a ideia de Thomson, mostrando que elétrons ficam girando bem longe do núcleo, num espaço gigante em relação ao tamanho dele.
Como a maior parte das α não desviou, o átomo é quase todo “vazio”. Isso mudou totalmente a ideia de Thomson, mostrando que elétrons ficam girando bem longe do núcleo, num espaço gigante em relação ao tamanho dele.
Passo 4
Falha 1 – Estabilidade dos elétrons:
Se elétrons circulam em órbitas clássicas, a teoria de Maxwell diz que uma carga acelerada (o elétron faz aceleração centrípeta) irradia energia eletromagnética. Então o elétron perderia energia, espiralizaria no núcleo e o átomo colapsaria em frações de segundo. Mas, ó, átomos existem e são estáveis!
Se elétrons circulam em órbitas clássicas, a teoria de Maxwell diz que uma carga acelerada (o elétron faz aceleração centrípeta) irradia energia eletromagnética. Então o elétron perderia energia, espiralizaria no núcleo e o átomo colapsaria em frações de segundo. Mas, ó, átomos existem e são estáveis!
Falha 2 – Espectro atômico
Todo elemento emite luz em certas cores bem definidas (linhas espectrais). O modelo de Rutherford não explica por que só algumas frequências são permitidas. Ele prevê um contínuo, e não vemos isso na prática.
Todo elemento emite luz em certas cores bem definidas (linhas espectrais). O modelo de Rutherford não explica por que só algumas frequências são permitidas. Ele prevê um contínuo, e não vemos isso na prática.
Passo 5
Em resumo, Rutherford acertou de mostrar o átomo como um núcleo carregado cercado de vazio com elétrons “ao longe”, mas o modelo falhava em explicar como esses elétrons ficavam ali sem cair no núcleo e não dizia por que o átomo emite radiação só em certos comprimentos de onda.
Resposta
Sucesso: revelou o núcleo compacto e explicou a maioria dos desvios de partículas α; mostrou que o átomo é essencialmente vazio.
Falha: não explica a estabilidade dos elétrons (eles deveriam colapsar no núcleo segundo o eletromagnetismo clássico) e não consegue prever os espectros de emissão discretos dos átomos.
Falha: não explica a estabilidade dos elétrons (eles deveriam colapsar no núcleo segundo o eletromagnetismo clássico) e não consegue prever os espectros de emissão discretos dos átomos.