A Origem dos Átomos

Atualmente, sabe-se que toda matéria conhecida é constituída de incontáveis átomos. O nome dessa minúscula estrutura vem do grego atomos, que significa indivisível. Entretanto, segundo a matéria da BBC, os físicos já sabem hoje que os átomos não são sólidos como pequenas esferas e sim uma espécie de sistema planetário elétrico minúsculo. Essa referência se dá pelo atual modelo do átomo que lembra o esquema dos sistemas planetários que possuem uma ou mais estrelas centrais e os planetas que as orbitam.

Cientistas do Átomo

Até os cientistas chegarem no que é a atual estrutura do átomo, diversos modelos atômicos foram elaborados durante os séculos.

Modelo de Dalton

Em 1803, o primeiro deles foi formulado por Dalton. Esse físico afirmou que os átomos são partículas minúsculas, maciças, esféricas e indivisíveis. Isso faz analogia a bola de bilhar.

Modelo de Thomson

No ano de 1898, a ideia de que o átomo é indivisível foi contestada por J.J. Thomson. A partir de uma experiência com tubos de raios catódicos, ele percebeu a existência de partículas subatômicas negativas que, posteriormente, seriam denominadas como elétrons. Com essa nova descoberta, ele também pôde perceber que existiam partículas positivas uma vez que a carga do átomo é neutra! Assim, relacionou o seu modelo com algo semelhante a um pudim de passas, como pode ser visto na imagem abaixo. 

Modelo de Rutherford

Já em 1911, o físico neozelandês Ernest Rutherford realizou uma experiência com uma lâmina de ouro em que foi disparado um fino feixe de partículas α, emitidas pelo material radioativo polônio, colocado dentro de uma caixa de chumbo. Ao bombardear essas partículas ele esperava que, de acordo com o modelo de Thomson, todas passaria pela folha de ouro. 

Porém, ele foi surpreendido ao observar que uma porcentagem dessas partículas sofreu um desvio de rota superior a noventa graus. Isso o levou a duas conclusões principais: a carga positiva deve localizar-se numa parte pequena do átomo que também contém a maior parte da massa da estrutura. Tal afirmação justifica o desvio sofrido pelas partículas que, provavelmente, colidiram com os núcleos da folha de ouro. Já a sua segunda afirmação é baseada no fato que a maioria dos átomos atravessaram a lâmina. Assim, foi possível dizer que existe muito espaço vazio na estrutura atômica.  

Todas essas novas descobertas determinaram o modelo nuclear que Rutherford construiu. Nele, o  átomo consiste de um núcleo muito pequeno carregado positivamente o qual é cercado por elétrons carregados negativamente. Para completar o modelo, em 1932, o cientista Chadwick descobriu a terceira partícula subatômica, o nêutron. Dessa forma, o modelo ficou como está exposto na imagem abaixo:

A atual estrutura do átomo

O último modelo de átomo formulado utiliza das informações constatadas por Rutherford. Assim, em 1913, o cientista Niels Bohr afirmou que: “Os elétrons movem-se em órbitas circulares, e cada órbita apresenta uma energia bem definida e constante (nível de energia) para cada elétron de um átomo.”  Assim, essas camadas eletrônicas são representadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q.

Portanto, o átomo que conhecemos atualmente possui um núcleo formado por prótons e nêutrons, com cargas positivas e neutras, respectivamente. Além de órbitas que contém elétrons de carga negativa os quais movem-se por essas órbitas circulares que possuem um nível de energia bem definido. 

Descobertas que mudaram o mundo

A noção de existência do átomo e de sua estrutura revolucionou em vários campos da ciência.  Exemplo disso é o raio X que, atualmente, possibilita que radiografias sejam realizadas, auxiliando em diagnósticos médicos. Em 1985, o físico alemão Röentgen, em uma das suas experiências, descobriu a existência do raio X. Mais tarde, cientistas explicaram que os raios X eram resultantes da colisão de raios catódicos (elétrons) contra os elétrons do cátodo. Todo esse estudo só foi possível devido os conhecimentos acerca do átomo.

Além disso, a partir das descobertas feitas por Röentgen, Marie Curie e seu esposo Pierre Curie identificaram que o minério urânio emitia raios. Eles batizaram essa propriedade como radioatividade, o que rendeu a eles um prêmio Nobel da Física. No campo da medicina, a radioatividade é extremamente útil nos equipamentos voltados aos diagnósticos, como a tomografia. Ela também é de suma importância na parte de tratamentos, como o do câncer com o uso da radioterapia.

Essa última propriedade, além de todas as suas finalidades já citadas, pode gerar energia que é denominada por energia nuclear. Sua geração se dá pela radioatividade emitida pelo o Urânio. Dessa forma, a fissão nuclear do minério é uma reação exotérmica, ou seja, ocorre uma grande liberação de calor e consequentemente uma grande geração de energia. Assim, nas usinas termonucleares esse calor é utilizado para aquecimento da água que transforma-se em vapor para movimentar as turbinas e geradores da usina. 

A respeito dessa energia gerada a partir da radioatividade, existem diversos debates sobre os riscos que as usinas nucleares oferecem a sociedade. Um exemplo é o acidente nuclear de Chernobyl. Para saber mais sobre isso, confira nosso texto do blog que aborda esse assunto.

Poder de destruição dos átomos: bombas atômicas 

Foi citado aqui diversas tecnologias que são benéficas ao ser humano em que o domínio acerca da estrutura e funcionamento do átomo foi primordial. Entretanto, esse conhecimento também é utilizado na criação de armamento bélico. Exemplo disso é bomba atômica. Ela funciona por meio do processo de reação nuclear de fissão dos átomos que possibilita uma grande liberação de energia a partir de uma pequena quantidade de matéria.

Seu poder de destruição é inegável. Em 1945, último ano da Segunda Guerra Mundial, esse artefato militar foi lançado pelo os Estados Unidos com alvo em Hiroshima e Nagasaki, cidades japonesas. A primeira bomba, apelidada por Little boy,  atingiu Hiroshima às 8h45min do dia 6 de agosto, destruindo tudo em um raio de cerca de 2km. Isso foi responsável pela morte de 66 mil pessoas, deixando 69 mil feridos. A música Rosa de Hiroshima, composta por Ney Matogrosso, retrata o acontecimento e suas sequelas que jamais serão esquecidas.

 A Química dos Minerais

Segundo o portal Museu de Minerais, Minérios e Rochas Heinz Ebert, os minerais são sólidos homogêneos, ou seja, compostos formados por uma única substância química, formada por vários átomos de elementos químicos. Esses elementos, em determinadas condições de temperatura e pressão, ligam-se e formam diversos minerais. Tem-se ciência de que, atualmente, mais 5.000 minerais já foram catalogados. 

Isso é uma prova de como o átomo é a unidade básica de todas as matérias e que forma compostos tão importantes, como os minerais. Muitos deles são de extrema importância para o nosso cotidiano, como o lítio que está presente nas baterias dos smartphones. 

Novas descobertas 

Após a leitura do texto, é possível imaginar que o modelo do átomo já está consolidado. Porém, de acordo com a BBC, cientistas observaram um novo fenômeno. Durante uma experiência em que um átomo encontrava-se em estado de excitação, ou seja, quando o elétron salta para uma órbita mais distante do núcleo ao ganhar energia, ele apresentou um comportamento diferente do esperado. Isso fez com que fosse criada a teoria de que é criada brevemente uma partícula quando há excesso de energia a qual é destruída quando a energia decai.

Atualmente, o modelo padrão da física de partículas não explica essa descoberta que abriu espaço para a existência de uma quinta força da natureza. Tal partícula pode ser o elo entre o mundo visível em que vivemos e a matéria escura, uma entidade invisível, mas essencial, que compõe cerca de um quarto de toda a matéria do Universo.

Portanto, é perceptível o quão o átomo, presente em toda a matéria universal, é um mecanismo de avanço para a sociedade. Sua importância se dá desde a medicina até o entendimento mais preciso do Universo. Além disso, pôde-se ver que o ser humano também consegue utilizar os seus conhecimentos acerca do átomo como arma de destruição e que propriedades atômicas, como a radioatividade, podem gerar danos irreversíveis quando transformadas em energia por usinas nucleares. Por fim, é inegável dizer que uma estrutura tão pequena é a origem de tudo o que a humanidade conhece.

Autora: Brenda Belchior

Gostou do texto? Confira outros conteúdos em nosso blog e conheça nossos serviços! Entre em contato conosco por meio de nosso telefone (31) 3409-1033 / (31) 97167-5141, e-mail minasjr@minasjr.com.br ou redes sociais facebook e instagram, e veja o que podemos fazer por você!