Distribuição eletrônica, parte 2.

 Se neste momento você sabe como distribuir os elétrons dentro de uma eletrosfera para um átomo qualquer no estado fundamental (link), veremos como distribuir os elétrons e determinar os números quânticos atrelados a alguns deles em alguns casos. Não faz sentido aqui representar os orbitais em suas formas originais (link), por isto eles serão representados por quadrados e os elétrons dentro deles por setas para distinguirmos os dois spins possíveis para eles (link). Veja a imagem abaixo:

O experimento de Millikan.

Se você já se familiarizou com os modelos atômicos de Dalton (link) e Thomson (link) e se aprofundou (link) neste último, creio que é capaz de entender o que está por vir. Falarei de um sujeito inteirado das novidades a respeito da natureza microscópica da matéria no início do século XX, que sabia muito bem sobre o experimento de Thomson quando este determinou a razão entre a carga e a massa do elétron.

Robert Andrews Millikan

Millikan soube que, se determinasse a carga de um elétron, também determinaria a massa dele. A questão é: como determinar a carga de um elétron? Ele teve uma ideia razoavelmente simples, se eletrizasse uma gota de água e a colocasse em uma região sob influência de um campo elétrico, a gota estaria sujeita a forças de natureza elétrica e gravitacional (peso). Não deveria ser difícil chegar a um resultado. Pois a força elétrica depende da carga e do campo elétrica, e o peso depende da massa e da gravidade.

Princípio da incerteza.

Considere a situação na qual você deseja medir a temperatura da água dentro de um copo. Mergulha-se o bulbo do termômetro de mercúrio na água e aguarda-se algum tempo até que entrem em equilíbrio. Esta espera se dá para que os dois corpos troquem calor até se encontrarem em equilíbrio e a temperatura estabilizar. Qual a lição aprendida com esta descrição? Que a temperatura medida para a água não será a mesma que a original.

Copo contendo água é um termômetro analógico de mercúrio.

Conceitos derivados do modelo atômico de Rutherford.

Uma vez compreendida a ideia por trás do modelo de Rutherford (link) para o átomo. Resta-nos explorar conceitos derivados dele. O átomo, segundo Rutherford, é uma esfera repleta de espaços vazios. Em seu centro encontramos o núcleo. Em volta dele, a eletrosfera. No núcleo estão os prótons e os nêutrons, na eletrosfera estão os elétrons.

Atribuímos aos prótons a carga unitária positiva e aos elétrons a carga unitária negativa. Aos nêutrons nenhuma carga é atribuída, mas ele possui uma massa que será considerada unitária, como a do próton. O elétron possui uma massa 1836 vezes menor que a do próton ou a do nêutron. De tão pequena, a ignoramos e tratamos por zero mesmo.

De posse de tais informações, dizemos que a massa do átomo corresponde à massa de seu núcleo e que a carga do átomo corresponde ao balanço de cargas entre seu núcleo e sua eletrosfera.

Deste conjunto de observações surgem os seguintes conceitos.

Número Atômico (Z)

Representado pela letra Z maiúscula, é o nome dado à quantidade de prótons no núcleo do átomo. Ele é, em última análise, a identidade de um elemento.

Número de Massa (A)

Representado pela letra A maiúscula, é a soma de partículas dotadas de massa dentro do núcleo do átomo. Ou seja, é a soma de prótons e nêutrons.

Relação entre o número de massa (A) e o número atômico (Z)

A = Z + n

Onde n é a quantidade de nêutrons dentro do núcleo do átomo.

Ligações químicas: introdução.

Há algum tempo eu apresentei em uma postagem (link) na qual eu reuni um conjunto de substâncias e comentei brevemente sobre algumas de suas propriedades. Na sequência eu apresentei cada um dos modelos atômicos estudados na química do ensino médio. A próxima etapa consistiu de informar sobre a tabela periódica e as propriedades nela reconhecidas e padronizadas.

A pessoa mais atenta pode se perguntar o motivo de tudo isso? Trata-se de entender como os átomos são para entender como eles são capazes de se combinar para formar as diferentes substância encontradas na natureza. A perspectiva proposta por Demócrito não se alterou, apenas o meio para alcançá-la.

Modelos atômicos: Rutherford.

CONTEXTO HISTÓRICO

Menos de quinze anos separam o modelo atômico de Rutherford de seu antecessor, o modelo de Thomson. Mesmo em período de tempo tão curto, muitas descobertas permitiram mais um “pequeno” avanço na compreensão humana sobre o átomo. Foram muitas, algumas delas colocaram em xeque o modelo Thomson e outras construíram os pilares para Rutherford estabelecer um novo modelo.

A descoberta da radioatividade foi um desses pilares. Em 1895, Wilhelm Röntgen testava versões modificadas dos tubos de raios catódicos e descobriu os raios X.

Radiografia da mão de Albert von Kölliker, amigo de Röntgen.