Modelo Atômico de Dalton: Quais são os principais postulados do modelo atômico de Dalton e como eles contribuíram para a compreensão da estrutura da matéria? Discuta as limitações desse modelo em relação a descobertas subsequentes na física e química.
Modelo de Thomson: O que caracteriza o modelo atômico de Thomson, conhecido como “pudim de passas”? Como a descoberta do elétron influenciou a visão da estrutura atômica e quais experimentos levaram à formulação desse modelo?
Modelo de Thomson: O que caracteriza o modelo atômico de Thomson, conhecido como “pudim de passas”? Como a descoberta do elétron influenciou a visão da estrutura atômica e quais experimentos levaram à formulação desse modelo?
Passo 1
O enunciado pede para explicar dois marcos da teoria atômica histórica: o modelo atômico de Dalton e o modelo de Thomson (“pudim de passas”). Para isso, precisamos apresentar os postulados de Dalton, discutir como eles avançaram nossa visão da matéria e suas limitações frente a descobertas posteriores, e em seguida caracterizar o modelo de Thomson, mostrando como a descoberta do elétron e experimentos com raios catódicos levaram à sua formulação e onde esse modelo falha.
Passo 2
No modelo atômico de Dalton (início do século XIX) vale destacar estes postulados principais:
- Cada elemento é formado por átomos idênticos em massa e propriedades químicas.
- Os átomos de um mesmo elemento são indistinguíveis; átomos de elementos diferentes têm massas e propriedades diferentes.
- Compostos são formados pela combinação de átomos de elementos diferentes em proporções inteiras fixas.
- Em reações químicas, átomos se rearranjam, mas não são criados nem destruídos (lei da conservação da massa).
Passo 3
Esses postulados contribuíram assim:
- Unificação da estequiometria: explicaram por que substâncias reagem em proporções inteiras fixas.
- Conservação da massa: deram base teórica à lei de Lavoisier, revelando o rearranjo atômico em reações.
- Predição de compostos: permitiram calcular massas relativas dos átomos e prever fórmulas químicas.
Limitações do modelo de Dalton:
- Ignorava a existência de subestruturas atômicas (elétrons, prótons, nêutrons).
- Não explicava isótopos (átomos do mesmo elemento com massas diferentes).
- Não considerava forças elétricas interna ao átomo.
Passo 4
Com a descoberta do elétron (J.J. Thomson, 1897), surgiu o modelo “pudim de passas”, em que:
- O átomo é uma esfera uniformemente carregada positivamente.
- Nessa “massa” positiva estão incrustados os elétrons, como passas em um pudim.
- A distribuição contínua da carga positiva equilibraria a carga dos elétrons, mantendo o átomo neutro.
Passo 5
Os experimentos-chave que levaram a esse modelo foram:
- Tubo de raios catódicos: observou-se que feixes desviavam-se por campos elétricos e magnéticos, indicando partículas carregadas e muito leves.
- Medida de
: Thomson determinou a razão carga-massa do elétron ( ), mostrando que sua massa era milhares de vezes menor que a do menor átomo conhecido (hidrogênio). - Essas evidências revelaram estruturas internas ao átomo, contradizendo o caráter indivisível de Dalton.
Passo 6
Limitações do modelo de Thomson:
- Não explicava o padrão de espalhamento de partículas alfa em lâminas finas (experimento de Rutherford, 1911), que mostraram um núcleo denso e pequeno.
- Falhava ao prever níveis de energia e linhas espectrais observadas em átomos excitados.
- Não contemplava a existência de um núcleo concentrado de carga positiva nem a mecânica quântica posterior.
Resposta
Modelo de Dalton
- Postulados: átomos indivisíveis e idênticos por elemento; leis de conservação da massa e proporções definidas; compostos formados por combinações atômicas inteiras.
- Contribuições: baseou a estequiometria e a conservação da massa; permitiu calcular massas relativas.
- Limitações: sem subestruturas atômicas, não explicava isótopos nem forças elétricas internas.
Modelo de Thomson (“pudim de passas”)
- A carga positiva do átomo é difusa e os elétrons estão “incrustados” nela, garantindo neutralidade.
- Surgiu da descoberta do elétron em tubos de raios catódicos e da medição de
. - Limitações: não prevê núcleo concentrado (Rutherford) nem explica espectros atômicos nem fenômenos quânticos posteriores.