Ao falar em átomo, devemos primeiramente lembrar que ninguém nunca viu um! O átomo é uma entidade muito, muito, muito pequena. Com o passar dos anos, o conhecimento científico vai se acumulando e novas tecnologias vão sendo desenvolvidas, possibilitando ter uma noção cada vez mais clara de como é e como funciona o átomo.
É por haver essa “evolução” do conhecimento da estrutura atômica, que temos diversos modelos atômicos. Vários cientistas já propuseram modelos. Segundo o dicionário Oxford de Filosofia, o termo “modelo” pode ser definido da seguinte maneira:
Representação de um sistema por outro, usualmente mais familiar, cujo funcionamento se supõe ser análogo ao do primeiro.
Ou seja, cada modelo atômico é uma representação, uma simulação do que acredita-se ser o átomo.
Vamos, agora, entender os principais modelos atômicos já propostos.
- Modelo atômico de Dalton
- Modelo atômico de Thomson
- Modelo atômico de Rutherford
- Modelo atômico de Bohr
- Modelo quântico
- Leia mais:
Modelo atômico de Dalton
Para Dalton, o átomo era uma partícula maciça, esférica e indivisível. Para comparação, ele descrevia o átomo como uma bola de bilhar, só que bem menor, de dimensão microscópica.
Vale lembrar que o nome “átomo” significa não divisível (a=não; tomo=parte) e foi utilizado pela primeira vez na Grécia Antiga por dois filósofos, Leucipo e Demócrito.
Modelo atômico de Thomson
No final do século XIX, Thomson realizou um experimento no qual percebeu que todas as partículas estavam carregadas de cargas elétricas negativas. Dessa forma, ele havia descoberto os elétrons. Essa descoberta fez com que Thomson percebesse que o átomo era divisível. Como o átomo é eletricamente neutro, não tinha como ele ser constituído apenas por elétrons. Assim, Thomson propôs um modelo atômico no qual o átomo fosse uma esfera maciça e positiva, com elétrons de carga negativa distribuídos na esfera. Pela descrição, esse modelo foi apelidado de “pudim de passas”.
Modelo atômico de Rutherford
Rutherford trabalhava com o polônio, um elemento radioativo. Em experimentos com partículas alfa, Rutherford percebeu que os átomos deveriam estar concentrados em núcleos. Com isso, Rutherford propôs o seguinte modelo: “o átomo é formado por um núcleo pequeno, com carga positiva, no qual se concentra quase toda a massa atômica. Ao redor do núcleo estão os elétrons, de carga negativa.”
Para explicar porque os elétrons não eram atraídos para o núcleo, já que são eletricamente opostos, Rutherford propôs uma comparação com o sistema solar, no qual os elétrons estariam girando em torno do núcleo em órbitas circulares e em alta velocidade, sendo mantidos pela aceleração centrípeta. Porém, como uma carga elétrica irradia energia, o elétron em movimento perderia velocidade e “cairia” no núcleo.
Modelo atômico de Bohr
As problemáticas surgidas com o modelo atômico de Rutherford foram superadas com o modelo de Bohr, após Chadwick “descobrir” o nêutron utilizando o Princípio de Conservação da Quantidade de Movimento. No modelo de Bohr, o núcleo do átomo é formado pelos prótons de carga positiva e nêutrons de carga neutra. Ao redor do núcleo, os elétrons de carga negativa giram, distribuídos em camadas de energia.
Modelo quântico
Atualmente, um novo modelo atômico é considerado válido: o modelo quântico. Utilizando princípios da Física Quântica, alguns cientistas como Heisenberg, Schrödinger e Dirac, propuseram um modelo no qual não se tem certeza da localização do elétron, ou seja, este não tem um lugar fixo ao redor do átomo, sendo formada uma nuvem eletrônica que representa a probabilidade de se encontrar um elétron num determinado local do espaço. Para estudar esse modelo atômico, é necessário um alto conhecimento de cálculo e física quântica. Por isso, para o Ensino Médio, é suficiente saber o conceito geral do modelo quântico, sendo que o principal modelo estudado é o de Bohr.
Este texto tem por objetivo abordar uma estratégia para a compreensão dos modelos atômicos por parte dos estudantes do Ensino Fundamental II (principalmente, 8º e 9º anos) e Ensino Médio (principalmente, 1ª série).
A importância de buscar estratégias para melhorar a compreensão dos alunos em relação aos modelos atômicos deve-se ao fato de não haver imagens que mostrem como o átomo é, de fato, ou seja, até hoje, os cientistas não conseguiram desenvolver uma forma de tornar visíveis os componentes do átomo.
Por essa razão, na maioria das vezes em que tratamos sobre os modelos atômicos em sala, devemos contar com o bom senso dos nossos estudantes e, principalmente, com sua capacidade de abstração para tentar imaginar algo que não pode ser visualizado.
Para ajudá-lo no ensino desse conteúdo, acompanhe esta proposta de estratégia para a compreensão dos modelos atômicos, lembrando, é claro, que o (a) professor (a) tem toda a liberdade de incrementá-la ou modificá-la, de acordo com sua turma ou com sua abordagem do assunto.
Materiais
- Massa da modelar com cores diferentes;
- Papel sulfite;
- Palitos de dente.
Metodologia teórica
1º Passo: Explicar o modelo atômico de Dalton, de forma que os alunos saibam o que o cientista propôs na época.
Representação do modelo atômico de Dalton
2º Passo: Explicar o modelo atômico de Thomson, de forma que os alunos saibam o que ele também propôs em sua época.
Representação do modelo atômico de Thomson
3º Passo: Explicar o modelo atômico de Rutherford de forma que os alunos saibam o que foi proposto por esse cientista;
4º Passo: Explicar o modelo atômico de Bohr de forma que os alunos saibam o que o cientista propôs na época;
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Representação do modelo atômico de Rutherford-Bohr
5º Passo: Explicar o modelo o atômico mais recente, para que os alunos saibam o que se propõe atualmente pelos cientistas.
Metodologia prática
- 1º Passo: dividir os alunos em grupos de dois ou de, no máximo, três pessoas;
- 2º Passo: pedir para que cada grupo construa o modelo atômico de Dalton, segundo o que eles compreenderam da exposição teórica;
- 3º Passo: pedir para que cada grupo construa o modelo atômico de Thomson, segundo o que eles compreenderam da exposição teórica;
- 4º Passo: pedir para que cada grupo construa o modelo atômico de Rutherford, segundo o que eles compreenderam da exposição teórica;
- 5º Passo: pedir para que cada grupo construa o modelo atômico de Bohr, segundo o que eles compreenderam da exposição teórica;
- 6º Passo: pedir para que cada grupo construa o modelo atômico atual, segundo o que eles compreenderam da exposição teórica.
Avaliação e discussão
Após a construção dos modelos atômicos por parte dos grupos, peça aos alunos para colocar suas produções em uma área específica da sala, para que todos tenham a oportunidade de conhecer e verificar o trabalho feito por cada um dos colegas.
Além de visualizar o trabalho feito, forneça a cada grupo uma ficha (modelo abaixo), com a qual eles possam avaliar os trabalhos de cada um dos outros grupos, estimulando, assim, o senso crítico entre eles.
Modelo de ficha para avaliação dos trabalhos
Por fim, apresente um feedback a cada grupo sobre os trabalhos desenvolvidos por eles e a correlação com os modelos atômicos ensinados.
Por Me Diogo Lopes