Aula de João Costa
1. Introdução
A atomística é o ramo da química que é responsável pelo estudo do átomo, principalmente das suas representações ao longo da história e propriedades. Sendo assim, nosso principal objeto de estudo serão os modelos atômicos que foram propostos ao decorrer dos tempos.
2. Atomismo Grego
A palavra átomo tem origem grega, assim como seu conceito, vindo da palavra 
que significa indivisível. O conceito de átomo foi proposto pelos filósofos da Escola de Abdera Leucipo e Demócrito, que indicaram a existência de partículas muito pequenas, ao ponto de não conseguirem ser mais divisíveis, que formariam todos os corpos existentes junto do vazio. Vale ressaltar que tal proposição não é considerada um modelo atômico, visto que não dá forma ou propriedades, apenas conceitualiza a existência do átomo.
3. Leis Ponderais
As leis ponderais foram desenvolvidas de maneira empírica ao final do século XXIII por John Dalton, Antoine Lavoisier e Louis Proust. Elas propõem maneiras de compreender o funcionamento de reações químicas e os elementos presentes.
- Lei das Proporções Múltiplas: Prevê a existência de mais de uma proporção fixa entre os reagentes, o que é capaz de formar mais de um produto. Elaborada por John Dalton
- Lei das Proporções Constantes: Diz que para que uma reação química ocorra é necessária uma proporção constante entre produtos e reagentes. Elaborada por Louis Proust.
- Lei da Conservação da Massa: Propõe que para uma reação ocorrida em sistema fechado, a massa dos reagentes é igual a massa dos produtos. Proposta por Antoine Lavoisier.
4. Modelo de Dalton
Em 1808, o inglês John Dalton propôs o que é considerado o primeiro modelo atômico da história. Fundamentado no estudo das leis ponderais, propostas por Proust, Lavoisier e Dalton, e no atomismo grego, ele dita os seguintes postulados:
- Toda matéria é formada por átomos
- Átomos são esferas extremamente pequenas, maciças, homogêneas, indivisíveis e indestrutíveis.
- Átomos são eletricamente neutros
- Todos os átomos de um mesmo elemento químico são idênticos em massa.
- Reações químicas consistem na reorganização dos átomos.
Atualmente, muitos postulados de Dalton são conhecidos como falsos, como as afirmações sobre a indestrutibilidade, indivisibilidade e macicez, porém o modelo ajudou a ciência até hoje a compreender a lei da conservação de massas de Lavoisier e os conceitos de substância e mistura, entretanto ainda era falho em explicar algumas propriedades da matéria, principalmente sua natureza elétrica.
5. Experimentos com Ampolas
Um dos principais avanços da ciência que resultou na queda do modelo de Dalton e na proposição do modelo atômico de J.J Thomson, foi a execução de experimentos com ampolas preenchidas com gases e submetidas a descargas elétricas. Tais experimentos foram feitos principalmente por 3 cientistas Heinrich Geissler, William Crookes e Eugen Goldstein com este estudando os raios anódicos e aqueles os raios catódicos. Tais raios são fundamentais para a compreensão e estudo da natureza elétrica da matéria, visto que ambos possuíam massa e carga elétrica.
- Características dos raios catódicos:
- Possuem massa.
- Propagam-se em linha reta
- Possuem carga elétrica negativa.
- Arrancados do metal que constitui o cátodo
- Características dos raios anódicos:
- Possuem massa.
- Propagam-se em linha reta
- Possuem carga elétrica positiva
- Cátions do gás contidos na ampola.
Como essas características eram presentes para diferentes elementos, foi pensado se tratar de uma partícula subatômica, presente em toda a matéria, o que contrariava o modelo de Dalton.
6. Modelo de J.J Thomson
Em 1898, J.J Thomson propõe seu modelo atômico baseado nos experimentos de descargas elétricas em ampolas com gases rarefeitos. Seu modelo visava explicar a natureza elétrica da matéria a partir dos seguintes postulados:
- O átomo consistiria uma massa esférica com carga elétrica positiva.
- As Cargas elétricas negativas, chamadas de elétrons estariam incrustadas em
sua superfície e também espalhadas pelo interior do átomo. - O átomo como um todo seria neutro.
J.J Thomson é considerado o "descobridor de elétron" por ter medido a razão carga/massa do elétron, o que provou a natureza corpuscular dos raios catódicos. Já a carga do elétron foi descoberta Robert Millikan no seu experimento da gota de óleo.
7. Descoberta da radioatividade
A radioatividade é uma descoberta feita pelo cientista Henri Becquerel. Ao deixar um minério de urânio em uma gaveta com filmes fotográficos virgens, ele observou após alguns dias que os filmes apresentavam silhuetas com certa nitidez, além disso ele descobriu que a radiação emitida pelo urânio é capaz de ionizar gases. Após isso, muitos cientistas começaram seus estudos nessa área, tendo destaque o casal Curie que junto com Becquerel recebem o prêmio Nobel de física em 1903.
8. Modelo de Rutherford
Vendo as novas descobertas no tema da radioatividade, Rutherford quis por a prova o Modelo de J.J Thomson. Para fazer isso, o cientista executou seu famoso experimento da lâmina de ouro. O experimento consistia em uma amostra de Polônio, que é uma emissor de partículas alfa (positivas), envolto em um bloco de chumbo, uma placa, também de chumbo, com um orifício para direcionar as partículas a atingir somente o ouro e uma folha de sulfeto de zinco com o objetivo de observar a trajetória das partículas.
O que foi observado é que a grande maioria das partículas atravessava sem sofrer desvio algum e algumas poucas sofriam leve desvio, porém existia um terceiro tipo de desvio o qual não estava sendo esperado pelo cientista, que era um pequeno número de partículas que sofria um desvio completo. Vale ressaltar que caso o modelo de J.J Thomson fosse válido, apenas os dois primeiros cenários seriam possíveis. Dessa maneira, Rutherford viu a necessidade de propor uma nova modelagem ao átomo, que teria as seguintes propriedades:
- O átomo possui um grande espaço vazio onde estariam localizados o elétrons, orbitando em órbitas elípticas, esse lugar foi chamado de eletrosfera.
- O átomo possui um núcleo central, pequeno, onde estaria concentrada toda a massa e seria de carga positiva, localizando-se prótons e nêutrons*
*É importante lembrar que Rutherford não consegue provar a existência do nêutron, apenas a prevê, sua descoberta oficial foi feita pelo cientista James Chadwick.
O modelo de Rutherford embora apresentasse uma explicação plausível para os fatos, deixava 2 lacunas imensuráveis que eram:
- De acordo com a teoria eletromagnética de Maxwell, o átomo ao orbitar perderia energia e uma hora se chocaria contra o núcleo.
- Para isso ocorrer o átomo deveria apresentar um espectro contínuo de luz, o que não era observado principalmente no átomo de hidrogênio.
Essas lacunas serão preenchidas no modelo Atômico de Bohr.