Modelo Atômico de Rutherford

"Imagem retirada de Atkins, P,; Loretta, J. Princípois de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente"

O cientista Ernest Rutherford, nascido na Nova Zelândia, realizou em 1911 experimentos que refutaram o modelo proposto por J. J. Thomson, no qual o átomo era formado por uma esfera carregada positivamente com os elétrons incrustados na sua superfície, ou seja, foi descartado o "modelo do pudim de passas".

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Os experimentos realizados por Rutherford foram o bombardeamento de uma finíssima lâmina de ouro (0,0001 mm de espessura) com partículas α, constituídas de carga positiva, emitidas pelo polônio radioativo.  Para observar o comportamento destas partículas α, ele utilizou um anteparo móvel (tela de sulfeto de zinco) que possibiltava a visualização de uma luminosidade (fluorescência) na medida que era atingido pelas partículas.

"Imagem modificado de http://www.vestibulandoweb.com.br/quimica/teoria/modelo-atomico.asp"

A partir do experimento, Rutherford tirou as seguintes conclusões:

1. Grande maioria das partículas α atravessou a lâmina de ouro sem sofrer nenhum desvio.
2. Poucas parículas α foram rebatidas (ricochetearam) na direção contrária ao choque.
3. Algumas partículas α sofreram desvios na sua trajetória.

"Imagem retirada de Atkins, P,; Loretta, J. Princípois de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente." 

Das observações, ele conclui que:

1. Como a maioria das partículas atravessou a placa, o átomo possui grandes espaços vazios.
2. Existe no centro do átomo, um núcleo muito pequeno e denso, pois algumas partículas foram rebatidas.
3. Este núcleo é carregado positivamente, devido as partículas que passaram próximas do núcleo terem sido desviadas (repelidas) em sua trajetória.

Como o núcleo possui carga positiva, Rutherford propôs que havia elétrons girando ao redor do núcleo pra balancear a carga. 

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Mas, baseado na teoria clássica de Maxwell, uma carga elétrica em movimento acelerado tende a perder energia (emissão de energia na forma de ondas eletromagnéticas), assim seu movimento circular sofreria influência da aceleração centrípeta e portanto perderia energia até cair no núcleo. Com esta hipótese, o sistema atômico entraria em colapso e a matéria em sua estrutura básica estaria comprometida, mas isso não acontece.

Abaixo segue um vídeo com a explicação do modelo:

Espectros de Emissão

Max Planck introduziu a teoria dos quanta, ou seja, esse conceito diz que a energia se propaga de forma descontínua como "pacotinhos de energia", onde cada um destas quanta não é fixo e dependente da frequência.

Podemos ver isso quando o espectro completo das radiações eletromagnéticas é decomposto por um prisma de difração, onde temos a sua parte visível correspondente a luz branca.

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Como a velocidade de uma onda eletromagnética (V) está relacionado com a frequência (λ) e com o comprimento de onda (ν) por:

V = λν

temos que cada uma das ondas eletromagnéticas visíveis ou não, representa uma energia se propagando por uma frequência, correspondente a um determinado valor de quantum.

Referências

1. Atkins, P.; Loretta, J; Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente, 2ª ed., Ed. Bookman, Porto Alegre, 2001.
2. Almeida, W. B.; Santos, H. F.; Química Nova na Escola 2001, 4, 6-13.
3. Canto, E. L.; Peruzzo, T. M.; Química na abordagem do cotidiano, Ed. Moderna, São Paulo, 1996.