(Uefs 2016)
Os modelos atômicos foram sendo modificados ao longo do tempo, a partir de evidências experimentais, a exemplo dos modelos de Thomson, proposto com base em experimentos com tubo de raios catódicos e o de Rutherford, que, ao fazer incidir partículas alfa α sobre lâminas de ouro, observou que a maioria das partículas atravessavam a lâmina, algumas desviavam e poucas eram refletidas.
A partir das considerações do texto, é correto destacar:
Vamos relembrar rapidamente alguns modelos atômicos.
O primeiro modelo atômico foi proposto em 1808 por John Dalton. segundo ele, dentre outras propriedades, o átomo 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
Depois, Rutherford bombardeou uma fina 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
Esta representação ficou conhecida como modelo do sistema planetário
Porém havia um problema. Com o passar do tempo, o elétron perderia energia e devido a atração entre as cargas, se aproximaria do núcleo em uma espiral até atingi-lo, provocando o colapso dos elétrons
o modelo proposto era instável e ele precisava ser melhorado.
Foi então que Bohr fez suas contribuições.
Primeiramente, ele chamou as órbitas de camadas, que ficaram conhecidas também como órbitas estacionárias, e atribui a cada uma delas uma letra, sendo a mais próxima do núcleo a camada K, a seguinte L, depois M até Q e foi além
Cada camada está associada a um nível de energia, assim a camada K seria o nível 1, L seria o nível 2 e assim por diante até o 7 (nota: um átomo pode ter menos de 7 camadas) e quanto mais afastada do núcleo maior é sua energia
Um elétron só pode orbitar o núcleo em um desses níveis, ou seja, ele não pode permanecer entre 2 camadas.
Podemos dizer também que, sua energia deve ser um múltiplo inteiro da constante de Planck ~ 6,62.10-14
Agora vamos analisar as alternativas
a) As partículas subatômicas de cargas elétricas opostas estão localizadas no núcleo do átomo, segundo Thomson. ✘
Falso.
Thomson não falou nada sobre núcleo, o seu modelo não tinha núcleo.
b) O modelo de Thomson considera que o átomo é constituído por elétrons que ocupam diferentes níveis de energia. ✘
Falso.
No modelo de Thomson não existiam níveis de energia, esta ideia foi introduzida por Bohr.
c) O núcleo do átomo é denso e positivo com um tamanho muito menor do que o do seu raio atômico, de acordo com Rutherford. ✓
d) As experiências com raios catódicos evidenciaram a presença de partículas de carga elétrica positiva nos átomos dos gases analisados. ✘
Falso.
As experiências com raios catódicos de Thomson evidenciaram a presença de partículas negativas.
e) O experimento conduzido por Rutherford permitiu concluir que as partículas positivas e negativas constituintes dos átomos têm massas iguais. ✘
Falso.
1º que os elétrons têm uma massa 1836 vezes menor que o próton.
2º Rutherford não falou em momento algum que eles tinham a mesma massa.
Gabarito letra c.
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.
Por favor, note que a explicação acima foi resumida, para a história completa dos modelos atômicos aqui está.