Modelo atômico de Thomson

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Joseph John Thomson (1856-1940)
Joseph John Thomson (1856-1940)

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Por Jennifer Rocha

O modelo atômico aceito por quase todo o século XIX foi o proposto por Dalton, que, conforme pode ser visto no texto Modelo Atômico de Dalton, basicamente se tratava de uma esfera maciça e indivisível.

Entretanto, esse modelo não explicava as características elétricas da matéria, que já eram conhecidas desde a época do filósofo e matemático grego Tales de Mileto (640-546 a.C.). Ele demonstrou que o atrito de um pedaço de âmbar (resina fossilizada) com seda ou lã fazia com que eles ficassem eletricamente carregados, tanto que dois pedaços de âmbar atritados repeliam-se e, por outro lado, eles atraíam a seda ou lã. A palavra âmbar em grego é elektron e daí que veio o uso da palavra “eletricidade”.

Benjamin Franklin (1706-1790) chamou essas cargas elétricas opostas de carga positiva e carga negativa. Ele também realizou experimentos envolvendo eletricidade, como um que ficou bastante famoso em razão do perigo envolvido, quando ele colocou uma chave em uma pipa e um raio durante uma tempestade foi atraído pela chave.

Além disso, no início do século XIX, os cientistas já realizavam várias experiências envolvendo eletricidade, como a eletrólise (passagem de corrente elétrica por um sistema líquido) feita por Faraday e a pilha elétrica criada por Volta, em que havia condução de corrente elétrica por metais.

Assim, para explicar esses fenômenos, o cientista Joseph John Thomson (1856-1940) realizou vários experimentos envolvendo um dispositivo chamado de ampola de Crookes ou tubo de raios catódicos. Esse dispositivo foi criado pelo físico inglês Willian Crookes (1832-1919), sendo feito de um tubo de vidro vedado, com um gás sob baixa pressão (atmosfera rarefeita), em que ele aplicava uma tensão. Isso era feito porque dentro do tubo haviam dois eletrodos, ou seja, de um lado tinha um fio de metal ligado ao polo positivo de uma fonte de alta tensão, que ficou sendo chamado de ânodo, e do outro havia outro metal, chamado de cátodo, que estava ligado ao polo negativo. É interessante que a palavra eletrodo significa “caminho para a eletricidade”.

Quando a alta tensão era ligada, podiam-se observar raios saindo do cátodo e indo em direção ao ânodo. Esses raios foram chamados, então, de raios catódicos.

J. J. Thomson observou que essas cargas elétricas tinham massa, pois, colocando-se uma ventoinha entre os dois eletrodos, quando os raios catódicos passavam, eles movimentavam a ventoinha. Além disso, como se pode ver na imagem abaixo, quando se colocava um campo elétrico produzido por placas eletrizadas, esses raios sofriam um desvio e eram atraídos pelo polo positivo do campo elétrico. Isso comprovou que os raios catódicos eram um feixe de partículas negativas:

Experimento de Thomson com tubo de raios catódicos
Experimento de Thomson com tubo de raios catódicos

Essa não era uma propriedade somente para um tipo de gás, mas para qualquer gás que fosse usado no tubo, o resultado desse experimento era sempre o mesmo. Portanto, essas partículas negativas, que foram chamadas de elétrons, eram parte constituinte dos átomos de toda matéria, ou seja, dos átomos de qualquer elemento químico.

Desse modo, Thomson propôs um novo modelo atômico, que continuava esférico como o de Dalton, porém, que explicava a natureza elétrica da matéria. Para Thomson, o átomo não seria indivisível, como Dalton propôs, mas sim divisível, ou seja, ele possuiria partículas menores de carga negativa, os elétrons, que ficavam distribuídos aleatoriamente sobre uma esfera carregada positivamente. A esfera tinha que ser positiva para neutralizar as cargas negativas dos elétrons, tendo em vista que o átomo é eletricamente neutro.

Modelo para o átomo de Thomson
Modelo para o átomo de Thomson

Esse modelo ficou conhecido como modelo do pudim de passas. A analogia entre o pudim de passas e o modelo atômico de Thomson é igual à do panetone abaixo, em que as uvas passas ficam distribuídas aleatoriamente e incrustadas na massa, sendo que a carga positiva do átomo corresponde a essa massa e os elétrons correspondem às uvas passas.

Analogia entre o modelo atômico de Thomson e um panetone com uvas passas
Analogia entre o modelo atômico de Thomson e um panetone com uvas passas


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

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