Há exatos 100 anos, J.J. Thomson determinou, pela primeira vez, a relação entre a massa e a carga do elétron, o que pode ser considerado como a
descoberta do elétron. É reconhecida como uma contribuição de Thomson ao modelo atômico:
(a) o átomo ser indivisível.
(b) a existência de partículas subatômicas.
(c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia.
(d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo.

Passo 1

O enunciado pergunta qual contribuição de J.J. Thomson ao modelo atômico é reconhecida. Ele dá quatro alternativas:
(a) o átomo ser indivisível.
(b) a existência de partículas subatômicas.
(c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia.
(d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo.
Minha tarefa é identificar, com justificativa didática, qual dessas afirmações corresponde ao que Thomson efetivamente mostrou.

Passo 2

O que Thomson fez — explicação passo a passo e intuitiva do experimento.
  • Thomson trabalhou com tubos de raios catódicos: são tubos com gás rarefeito nos quais, ao aplicar uma diferença de potencial, surgem feixes que atravessam o tubo (os chamados “raios catódicos”).
  • Ele observou que esses feixes podiam ser desviados por campos elétricos e magnéticos. Isso indica que as partículas que compõem o feixe tinham carga elétrica: partículas neutras não seriam desviadas.
  • Medindo cuidadosamente quanto o feixe era desviado por campos elétricos e magnéticos, Thomson pôde determinar a razão carga/masa da partícula, geralmente escrita como e/m. Não é preciso decorar o número agora; o ponto importante é que ele conseguiu medir uma relação que corresponde a partículas muito leves e carregadas.

Passo 3

Interpretação física do que os resultados significam.
  • Se existe uma partícula com carga elétrica e massa muito pequena movendo-se no feixe, então o átomo não é uma unidade indivisível — há constituintes menores do átomo.
  • Thomson concluiu que havia partículas negativas muito menores que o átomo. Essas partículas mais tarde foram chamadas de elétrons.
  • Portanto, a descoberta funcional de Thomson foi a existência de uma partícula subatômica carregada (o elétron) e a demonstração experimental de que átomos têm componentes internos.

Passo 4

Por que a alternativa (a) está errada.
  • A alternativa (a) afirma que Thomson contribuiu para a ideia do átomo ser indivisível. Na verdade, o contrário ocorreu: ao mostrar que existem partículas menores que o átomo, Thomson mostrou que o átomo é divisível. Logo (a) está incorreta.

Passo 5

Por que as alternativas (c) e (d) estão incorretas.
  • A alternativa (c) fala sobre elétrons ocuparem níveis discretos de energia. Essa ideia é associada ao modelo de Bohr (1913), que veio depois e introduziu níveis de energia quantizados para explicar espectros atômicos. Não foi resultado do trabalho de Thomson.
  • A alternativa (d) afirma que elétrons giravam em órbitas circulares ao redor do núcleo. A ideia de elétrons orbitando um núcleo pertence ao modelo atômico de Rutherford (núcleo) e à formulação de Bohr (órbitas quantizadas). Além disso, no próprio modelo de Thomson (modelo “pudim de ameixas”), os elétrons estavam embutidos numa carga positiva difusa, não girando em órbitas ao redor de um núcleo pontual. Portanto (d) também não é a contribuição de Thomson.

Passo 6

Síntese clara e direta do raciocínio final (sem usar a letra da alternativa).
  • Thomson demonstrou experimentalmente a existência de partículas carregadas muito menores que o átomo (os elétrons), medindo sua razão carga/masa e mostrando que os átomos têm constituintes internos. Essa descoberta é justamente a identificação de partículas subatômicas.

Resposta

(b)

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