Estrutura atômica – O que é? Características e Exercícios Resolvidos

Muita gente pode se perguntar: de onde viemos? Do que somos feitos? Todas os seres vivos e inanimados do planeta são feitos da mesma matéria? Essas perguntas já guiaram (e ainda guiam) muitas pesquisas e correntes filosóficas desde a antiguidade.

Os primeiros pensadores que escreveram a respeito do assunto datam do século V a.C., na Grécia. Filósofos como Demócrito e Leucipo se indagavam sobre do que seria formada a matéria e deram o nome da partícula que conhecemos hoje como átomo – que vem do grego,”indivisível”.

No entanto, hoje, sabemos que não é bem assim. Estudos propuseram modelos diferentes para a estrutura atômica, sendo o mais comum sugerido por Rutherford-Bohr.

O que é uma estrutura atômica?

A estrutura atômica é o posicionamento das três partículas prótons, elétrons e nêutrons que formam o átomo.

No núcleo do átomo estão localizados os prótons e nêutrons. Essa é uma região pequena, quando comparada ao volume total do átomo, mas contém quase toda a massa da partícula, sendo de carga positiva.

Prótons

Os prótons são os responsáveis pela carga positiva do núcleo e representam massa muito maior que a dos elétrons. O primeiro físico que observou sua presença no núcleo foi Eugen Goldstein, mas apenas Ernest Rutherford confirmou sua existência e elaborou o modelo atômico.

Os elementos químicos são diferenciados pelo número atômico (Z), que corresponde à quantidade de prótons presente no núcleo.

Nêutrons

Os nêutrons possuem massa de valor muito próximo à dos prótons. Juntos, eles correspondem à massa total do átomo (A), sendo A = Z + n, em que n é o número de nêutrons e Z o número de prótons.

O pesquisador que descobriu a presença dessas partículas foi James Chadwick, em 1932.

Elétrons

Os elétrons são as partículas de carga negativa, localizadas no exterior do núcleo, a eletrosfera. Essa região representa o maior volume do átomo, mas sua massa é desprezível, quando comparada aos prótons e nêutrons.

Os elétrons ficam girando em órbitas de energia definida ao redor do núcleo, sendo a camada mais externa a mais energética. Vale notar que o número de elétrons e nêutrons de um átomo é o mesmo, o que faz com que um átomo seja estável energeticamente.

O cientista que descobriu essas partículas foi Joseph John Thomson, em 1856.

Exercícios resolvidos

1) (UEMG-2007) O desenvolvimento científico e tecnológico possibilitou a identificação de átomos dos elementos químicos naturais e também possibilitou a síntese de átomos de elementos químicos não encontrados na superfície da Terra. Indique, entre as alternativas abaixo, aquela que identifica o átomo de um determinado elemento químico e o diferencia de todos os outros.

1. a) Massa atômica
2. b) Número de elétrons
3. c) Número atômico
4. d) Número de nêutrons

Alternativa “c”. O número atômico é o que individualiza cada elemento químico, sendo representado pelo número de prótons do átomo (Z).

2) (PUCRS/1-2002) O átomo, na visão de Thomson, é constituído de:

1. A) Níveis e subníveis de energia.
2. B) Cargas positivas e negativas.
3. C) Núcleo e eletrosfera.
4. D) Grandes espaços vazios.
5. E) Orbitais.

Alternativa “b”. Thomson tinha desvendado, até então, as cargas positivas e negativas dos átomos.

3) (UFRN-1996) A grandeza que não se repete de elemento químico para o outro é o número de:

1. A) Elétrons.
2. B) Isótopos.
3. C) Massa.
4. D) Nêutrons.
5. E) prótons.

Alternativa“e”. O número de prótons é o mesmo que o número atômico de cada elemento químico e é o que diferencia uns dos outros.

Informações extras

Até chegar ao modelo atômico que usamos hoje, de Rutherford-Bohr, houve outros cientistas que propuseram alternativas para a estrutura atômica.

Em 1800, John Dalton propôs um modelo de átomo indivisível e sólido. Esse ficou conhecido como “Bola de Bilhar”.

Em 1856, Thomson descobriu os elétrons e propôs a divisibilidade dos átomos. Sua proposta de modelo ficou conhecido como “Pudim de Passas”, pois ele imaginava o átomo como uma esfera positiva, que continha os elétrons distribuídos dentro dela, como passas em um pudim.

Já em 1911, Rutherford realizou experimentos com radioatividade. A partir deles, propôs que os átomos teriam um núcleo positivo e os elétrons ficariam dispostos na eletrosfera, rodando ao redor do núcleo em órbitas circulares.

O modelo de Rutherford foi aperfeiçoado por Bohr, em 1913. Ele propôs que o núcleo atômico é cerca de cem mil vezes menor que o tamanho do átomo. Sugeriu, também, que os elétrons se movem muito rápido e em órbitas determinadas, bem como saltam de uma órbita para a outra em função da eletricidade.