(Puc)
Nas ciências, a substituição de um modelo por outro decorre da constatação de que novos fatos experimentais não podem ser explicados pelo modelo já conhecido. Quando Rutherford sugeriu o seu modelo atômico, em 1911, buscava justificar:
Vejamos o que dizia o modelo de Rutherford, mas primeiro vamos voltar um pouco no tempo e começar do começo.
O primeiro modelo foi proposto em 1808 por John Dalton. segundo ele, dentre outras propriedades, os átomos seriam esferas rígidas indivisíveis, como se fossem bolas de bilhar.
Posteriormente, J. J. Thomson utilizando a ampola de Crookes nos seus estudos, descobriu que o átomo é formado por partículas de carga negativa. O átomo seria então uma esfera de carga positiva incrustada por estas partículas
conhecido como modelo do pudim de passas.
Ampola de Crookes.
Até que em 1911, Rutherford bombardeou uma fina/delgada lâmina de ouro com partículas alfa e observou que grande parte delas atravessava a lâmina em linha reta ou sofriam pequenos desvios e apenas algumas sofriam grandes desvios ou nem mesmo passavam
Se o átomo fosse mesmo maciço como Dalton e Thomson1 pensavam, as partículas alfa deveriam ricochetear na lâmina, ou seja, nem conseguiriam atravessá-la, e talvez apenas algumas poucas conseguissem, portanto Rutherford concluiu que:
o átomo não é maciço, este apresenta mais espaço vazio do que preenchido
a maior parte da massa encontra-se em uma pequena região central (núcleo) de carga positiva (as partículas alfa - que são positivas - que chegassem próximo ao núcleo sofriam grandes desvios devido à repulsão elétrica)
os elétrons estão ao redor do núcleo em órbitas circulares2, o conjunto das órbitas é a eletrosfera
o raio do átomo de ouro (núcleo +eletrosfera) é cerca de 10 mil vezes maior que o raio do núcleo
Agora que nós sabemos qual era o modelo de Rutherford e como foi o seu experimento vamos analisar as afirmações.
a) a lei das proporções múltiplas de Dalton. ✘
Errado.
Esta foi uma lei do modelo de Dalton que dizia “substâncias compostas (conhecidas também como compostos químicos ou simplesmente compostos) são formadas por átomos de dois ou mais elementos químicos diferentes, que se combinam sempre numa mesma proporção”, mas o modelo de Rutherford não se propunha a explicá-la.
b) a existência de cargas elétricas no átomo. ✘
Não.
c) existência de níveis de energia na eletrosfera. ✘
Não.
Até 1911 nem mesmo se tinha a ideia de níveis de energia na eletrosfera, quem a propôs foi Bohr posteriormente.
d) a existência de grandes espaços vazios no átomo. ✓
Correto.
Como nós vimos se o átomo fosse mesmo maciço as partículas alfa iriam ricochetear na lâmina, ou seja e nem conseguiriam atravessá-la, então Rutherford alterou o modelo do átomo.
e) a impossibilidade de determinar com exatidão a localização do elétron no átomo. ✘
Não.
Esta peculiaridade foi enunciada pelo físico alemão Werner Heisenberg em meados da década de 1920 com o seu princípio da incerteza, mas aí nós já estaríamos entrando a fundo na mecânica quântica, um assunto fascinante mas que ficará para uma discussão futura.
Gabarito letra d.
1: algumas fontes consideram que no modelo de Thomson o átomo não seriam maciço mas sim gelatinoso, e o resultado esperado no experimento de Rutherford seria que todas as partículas alfa atravessasem a lâmina de ouro em linha reta ou sofressem pequenos desvios, e a constatação que o desvio que algumas poucas sofreram fôra muito acentuado, serviu como indício para seu modelo.
São 2 pontos de vista distintos, mas considerando que você provavelmente está no ensino médio não é necessária uma precisão cirúrgica sobre o assunto, então está tudo bem, não se preocupe com isso, mas este esclarecimento era importante.
2: aqui temos mais uma discordância, alguns dizem que as órbitas no modelo de Rutherford seriam elípticas, novamente, não se preocupe, apenas tenha em mente que nas suas pesquisas você pode encontrar explicações que divergem em alguns pontos.
Para uma explicação completa sobre modelos atômicos aqui está.
