Teoria atômica

Demócrito pensou que se você cortasse algo ao meio uma e outra vez, você teria finalmente que parar. Ele disse que este último pedaço de matéria não poderia ser cortado menor ainda. Demócrito chamou estes pequenos pedaços de átomos de matéria, o que significa "indivisível". Ele pensou que os átomos durariam para sempre, nunca mudariam e não poderiam ser destruídos. Demócrito pensava que não havia nada entre os átomos e que tudo à nossa volta poderia ser explicado se pudéssemos entender como os átomos funcionavam.

Alguns outros filósofos concordaram, e outros discordaram. Não tinham como experimentar para mostrar se sua teoria era verdadeira ou não.

Em 1758, Roger Joseph Boscovich descreveu um precursor da teoria atômica.

Em 1803, o cientista inglês John Dalton, nascido em Cumberland, reformulou a teoria de Demócrito, como se segue:

1. Toda matéria é formada por átomos.
2. Que os átomos são partículas indivisíveis e invisíveis.
3. Que átomos do mesmo elemento são do mesmo tipo e massa.
4. Os átomos que produzem compostos químicos estão presentes em proporções definidas.
5. As mudanças químicas correspondem a uma reorganização dos átomos que participam da reação química.

Dalton definiu o átomo como a unidade básica de um elemento que pode tomar parte em uma combinação química.

Em 1850, Sir William Crookes construiu um "tubo de descarga", ou seja, um tubo de vidro com o ar removido e eletrodos metálicos em suas extremidades, conectado a uma fonte de alta tensão. Ao criar um vácuo no tubo, pode-se ver uma descarga leve que vai do cátodo (eletrodo com carga negativa) ao ânodo (eletrodo com carga positiva). Crookes denominou a emissão de 'raios catódicos'.

Após os experimentos com raios catódicos, Sir Joseph John Thomson estabeleceu que o raio emitido era formado por cargas negativas, pois eles eram atraídos pelo pólo positivo. Thomson sabia que os átomos eram eletricamente neutros, mas ele estabeleceu que, para que isso ocorresse, um átomo deveria ter a mesma quantidade de cargas negativas e positivas. As cargas negativas foram denominadas elétrons (e-).

De acordo com as suposições estabelecidas sobre a carga neutra dos átomos, Thomson propôs o primeiro modelo atômico, que foi descrito como uma esfera com carga positiva, na qual os elétrons estavam incrustados (com cargas negativas). É conhecido como o modelo do pudim de ameixa.

Em 1906, Robert Millikan determinou que os elétrons tinham uma carga Coulomb (C) de -1,6 * 10-19, algo que permitia calcular sua massa como minúscula, igual a 9,109 * 10-31 kg.

Ao mesmo tempo, experimentos de Eugene Goldstein em 1886 com tubos de descarga catódica lhe permitiram estabelecer que as cargas positivas tinham uma massa de 1,6726 * 10-27 kg e uma carga elétrica de +1,6 * 10 ^-19 C. Lord Ernest Rutherford nomeou mais tarde estes prótons de partículas com carga positiva

Em 1910, o físico neozelandês Ernest Rutherford apresentou a idéia de que as cargas positivas do átomo eram encontradas principalmente em seu centro, no núcleo, e os elétrons (e-) ao seu redor.

Rutherford mostrou isso quando usou uma fonte de radiação alfa (de hélio) para atingir as chapas de ouro muito finas, cercado por um abajur de sulfeto de zinco que produzia luz visível quando atingido por emissões alfa. Este experimento foi chamado de experimento Geiger-Marsden ou o experimento Gold Foil

Nesta fase, os principais elementos do átomo eram claros, mais a descoberta de que átomos de um elemento podem ocorrer em isótopos. Os isótopos variam no número de nêutrons presentes no núcleo. Embora este modelo tenha sido bem compreendido, a física moderna se desenvolveu mais e as idéias atuais não podem ser facilmente compreendidas. Algumas idéias da física atômica atual podem ser encontradas nos links da tabela abaixo.

Os átomos não são partículas elementares, pois são feitos de partículas subatômicas como prótons e nêutrons. Prótons e nêutrons também não são partículas elementares porque são compostos de partículas ainda menores chamadas quarks unidas por outras partículas chamadas gluons (porque eles "colam" os quarks juntos no átomo). Os quarks são elementares porque os quarks não podem ser decompostos mais.