Modelos Atômicos através dos Séculos

Desde a antiguidade, especulava-se sobre a composição da materia. Na Grécia antiga, por volta do século V a.C., surgiu a teoria atomística defendida pelos filósofos Leucipo e Demócrito. Eles afirmavam que a matéria era formada por partículas invisíveis, sólidas e indivisíveis, introduzindo o conceito de átomo. No entanto, devido às limitações tecnológicas da época, essa teoria não podia ser comprovada cientificamente.

Foi somente em 1808 que surgiu o primeiro modelo atômico científico proposto por John Dalton conhecido como o modelo da “Bola de Bilhar”, Dalton baseou-se em ideias semelhantes às dos antigos gregos, afirmando que os átomos eram partículas pequenas, indivisíveis e indestrutíveis. Ele também sugeriu que os átomos de um mesmo elemento químico eram idênticos em todas as propriedades, enquanto os átomos de diferentes elementos apresentavam propriedades distintas, como tamanho. Segundo Dalton, a combinação de átomos formava moléculas.

Porém o modelo de Dalton não explicava certos fenômenos, como a eletricidade, porém em 1897 foi criado o modelo atômico de John Thomson, este modelo é conhecido como o “Pudim de Passas”. Thomson, ao realizar experimentos com uma ampola de Crookes (um tubo de vidro contendo gás rarefeito e eletrodos metálicos), descobriu a existência de partículas com cargas negativas. Ele concluiu que o átomo não era indivisível e propôs que ele era uma esfera de carga positiva com várias partículas negativas (elétrons) incrustados em seu interior.

Porém o modelo atômico de Thomson foi descartado em 1911 quando Ernest Rutherford criou o modelo chamado de modelo do “Sistema Solar”, baseado em um experimento no qual ele atirou partículas alfas em uma fina lâmina de ouro. Se o modelo de Thomson fosse correto, as partículas alfas deveriam atravessar a lâmina sem desvio. Contudo, Rutherford observou que algumas partículas eram desviadas em diferentes ângulos. Ele concluiu que o átomo possuía um pequeno núcleo denso de carga positiva e que os elétrons orbitavam esse núcleo em eletrosferas ao seu redor.

O problema do modelo de Rutherford é que ele não contemplava os conceitos quânticos que estavam sendo introduzidos na época, mas em 1913, dois anos após o modelo de Rutherford, foi criado o modelo atômico de Bohr que acabou incorporando a teoria quântica de Max Planck. Niels Bohr sugeriu que os elétrons orbitavam o núcleo em níveis de energia fixos e que cada nível correspondia a uma camada eletrônica (K, L, M, N, O, P, Q). Ele também determinou que cada camada tinha um número máximo de elétrons que podia conter. Este modelo explicou com sucesso os espectros de emissão de átomos simples, como o hidrogênio, o problema e que não conseguia explicar os espectros de átomos mais complexos.

O modelo de Bohr foi substituído em 1927 pelo modelo quântico baseado nas equações de Schrödinger e nos princípios de Heisenberg, que explicam o comportamento dos elétrons em termos de probabilidades e distribuições espaciais (orbitais). Isso resolveu as limitações e tornou possível descrever átomos complexos com precisão, assim surgindo o modelo atômico do Erwin Schrödinger que é o modelo atômico mais aceito atualmente, baseado na mecânica quântica. Esse conceito levou ao desenvolvimento da ideia de dualidade onda-partícula, onde os elétrons apresentam propriedades de partículas e ondas.