Por que a experiência de Rutherford provocou a rejeicao do modelo de Thomson?

Em 1911, o físico neozelandês Ernest Rutherford realizou um experimento em que ele bombardeou uma finíssima lâmina de ouro com partículas alfa (α) emitidas por uma amostra de polônio (material radioativo), que ficava dentro de um bloco de chumbo com um pequeno orifício pelo qual as partículas passavam.

O ouro foi escolhido por ser um material inerte, pouco reativo. Até o momento, acreditava-se que o átomo seria uma esfera carregada positivamente, com elétrons (partículas negativas) distribuídos uniformemente por todo o seu volume, conforme indicava o modelo de Thomson.

Se o átomo fosse realmente assim, as partículas alfa, que são compostas por partículas positivas, atravessariam os átomos da lâmina de ouro e, no máximo, algumas sofreriam pequenos desvios em suas trajetórias ao se aproximarem dos elétrons.

Mas não foi isso que Rutherford observou. A grande maioria das partículas atravessava a lâmina de ouro, uma quantidade pequena não atravessa a folha, mas voltava, e algumas partículas alfa sofriam desvios de suas trajetórias.

Isso comprovou que o modelo de Thomson estava incorreto. A partir das informações coletadas, Rutherford propôs o seu modelo atômico, que foi o seguinte:

• Visto que a maioria das partículas alfa atravessou os átomos da lâmina de ouro, isso significa que os átomos possuem uma grande parte vazia. Nesse espaço vazio ficam os elétrons e, por isso, esse espaço foi chamado de eletrosfera.
• Poucas partículas alfa refletiam e desviavam porque o átomo possui um núcleo bem pequeno e condensado, onde está toda a massa do átomo, não permitindo que as partículas atravessem. Esse núcleo seria positivo, pois as partículas alfa também são positivas, então, quando elas estivessem passando perto do núcleo, elas sofreriam um desvio em sua trajetória, pois cargas de mesmo sinal se repelem. Mas, se batessem de frente com o núcleo, elas seriam ricocheteadas, rebatidas na direção contrária ao choque.
• Comparando o número de partículas que atravessou a lâmina com as que foram rebatidas, conclui-se que o núcleo é de 10 000 a 100 000 vezes menor que seu tamanho total.

Resumidamente, o modelo de Rutherford era parecido com o sistema solar, em que o núcleo positivo (feito de prótons) seria o sol e os planetas que giram ao seu redor seriam os elétrons na eletrosfera:

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Em 1932, Chadwick descobriu a terceira partícula subatômica, o nêutron, e o modelo de Rutherford sofreu uma pequena alteração, em que o núcleo não era composto apenas de prótons, mas de nêutrons também. Ele continuava positivo porque os nêutrons não possuem carga alguma, apenas impediam que a repulsão entre os prótons deixasse o átomo instável.

Assim, o átomo de Rutherford ficou como o mostrado na imagem a seguir. Lembrando que o núcleo não está na proporção correta com o diâmetro do átomo.

Esse modelo é muito útil até hoje para explicar vários fenômenos físicos e químicos. No entanto, ele apresentava uma série de contradições consideráveis, como o fato de que cargas opostas se atraem e, dessa forma, se os elétrons (negativos) girassem ao redor do núcleo (positivo), eles perderiam energia gradualmente e adquiririam uma trajetória em forma de espiral até atingir o núcleo.

Assim, o modelo atômico continuou evoluindo, como mostra o texto abaixo:

·         Modelo Atômico de Rutherford-Bohr

* Créditos da imagem: rook76 / Shutterstock.com

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ÁTOMO
 1) Faça um esquema dos tubos de Geissler, Crookes e Goldstein. O que estudou cada um deles e em que condições?
 2) Que nome receberam as partículas negativas descobertas na ampola de Crookes?
 3) O que Thomson descobriu sobre os raios negativos? Que nome definitivo receberam? Quem lhes deu esse nome?
 4) Qual foi o modelo atômico idealizado por Thomson?
 5) O que Rutherford descobriu, bombardeando lâminas de ouro com partículas (? Faça um esquema da experiência realizada por ele.
 6) Quem descobriu os nêutrons?
 7) Por que a experiência de Rutherford provocou a rejeição do modelo de Thomson?
 8) Quais as diferenças fundamentais entre o átomo de Rutherford e o de Böhr?
 9) Descreva sumariamente as diferenças essenciais entre os modelos atômicos de Dalton, Thomson, Rutherford e Böhr.
10) Quais foram as conclusões de Rutherford com relação a sua experiência?
11) Como era o modelo atômico de Rutherford?
12) O que levou Rutherford a concluir que o átomo era um grande vazio com um núcleo muito pequeno, denso e positivo no centro?
13) Por que o modelo de Rutherford tinha uma contradição?
14) Complete as lacunas de acordo com os seguintes itens:
 	I- Demócrito, Leucipo
 	II- Dalton
 	III- Thomson
 	IV- Rutherford
 	V- Böhr
( ) O primeiro a provar que o átomo não era divisível.
( ) Autor do modelo segundo o qual os elétrons giram em torno do núcleo em determinados níveis de energia (órbitas).
( ) O autor da primeira idéia de átomo, sem base em resultados experimentais (sem base científica).
( ) O primeiro a provar que o átomo não era maciço, mas era constituído por um núcleo muito pequeno, com carga positiva, ao redor do qual ficavam os elétrons.
( ) Autor do primeiro modelo atômico com base em resultados experimentais (com base científica).
( ) A interpretação das leis das reações químicas constituiu o suporte experimental para criação do seu modelo atômico.
( ) O estudo dos espectros de emissão dos elementos foi o suporte experimental do seu modelo atômico.
( ) As experiências de descargas elétricas em alto vácuo, em tubos de Crookes, foi suporte do seu modelo atômico.
( ) O modelo atômico proposto por ele é chamado de pudim de passas.
( ) Complementou o modelo de Rutherford, segundo o qual o átomo pode ser comparado ao sistema planetário, onde o sol representa o núcleo e os planetas representam os elétrons.
15) Dalton postulou que o átomo era maciço e indestrutível. O que levou Thomson a criar um modelo de átomo semelhante a um “pudim de passas”, não maciço e divisível?
16) Preencha as lacunas de acordo com o seu descobridor:
 	(a) Stoney
 	(b) Thomson
 	(c) Rutherford
 	(d) Chadwick
 	(e) Crookes
	( ) Descobriu o próton.
	( ) Descobriu o elétron.
	( ) Descobriu o nêutron.
	( ) Quem propôs o nome elétron. 
	( ) Previu a existência do nêutron como partícula do núcleo.
	( ) Quem propôs o nome de nêutron.
	( ) Nome dos tubos usados em descargas elétricas em alto vácuo.
 
17) Do que são constituídos os raios catódicos e que propriedades apresentam?
18) Responda:
 _ de que maneira ficou demonstrado que os raios catódicos tinham carga elétrica negativa?
	_ quais as diferenças existentes entre o modelo atômico de Thomson e o de Dalton?
19) Por que a experiência de Rutherford destruiu a idéia lançada por Thomson no seu modelo “pudim de ameixas”?
20) Como Rutherford explicava os desvios nas trajetória das partículas alfa?
21) Destaque os principais postulados da teoria atômica de Böhr.
22) O que ocorre a um elétron após ter recebido uma quantidade adicional de energia?
23) Quais as falhas existentes no modelo atômico de Böhr?
24) Algumas correções feitas por Böhr ao átomo de Rutherford referem-se:
 	a) ao eletromagnetismo . d) ao núcleo do átomo.
 	b) à quantizacão de energia . e) n. d. a .
 	c) à teoria da relatividade.
25) Quando composto de sódio são volatilizados na chama de um bico de Bunsen, nota-se uma cor amarela característica. O fenômeno observado é devido à:
 	a) baixa energia de ionização dos átomos de sódio.
 	b) grande tendência de o sódio se ionizar.
 	c) energia absorvida pelos átomos mais internos.
 	d) pequena estabilidade dos átomos neutros de sódio.
	e) volta de elétrons a níveis menos energéticos.
26) Determine o número de prótons, elétrons, nêutrons, de massa e atômico dos seguintes átomos (ou íons):
	a) 17Cl35 b) [8O16]2- c) [26Fe56]2+
 
	d) 29Cu64 e) 11Na23 f) [13Al27]3+
27) Considerando a experiência de Rutherford, assinale a alternativa falsa.
 	a) A experiência consistiu em bombardear películas metálicas delgadas com partículas alfa. 
 	b) Algumas partículas alfa foram desviadas do seu trajeto devido à repulsão exercida pelo núcleo positivo do metal.
 	c) Observando o espectro de difração das partículas alfa, Rutherford concluiu que o átomo tem densidade uniforme.
 	d) Essa experiência permitiu descobrir o núcleo atômico e seu tamanho relativo.
 	e) Rutherford sabia antecipadamente que as partículas alfa eram carregadas positivamente.
28) Dois átomos A e B são isóbaros. Sabendo que o número atômico de A é 64 e o número de massa de B é 154, calcule o número de nêutrons de A.
29) São dados três átomos: A, B e C. Os átomos A e C são isótopos; B e C são isóbaros e A e B são isótonos. Determine o número de prótons do átomo B, sabendo que A tem 20 prótons e número de massa 41, e que C tem 22 nêutrons.
30) Com base nos dados referentes aos átomos A, B e C apresentados na tabela a seguir, determine os números atômicos e os números de massa desses átomos e verifique quais são isótopos.
	 Átomo
	 Z
	 A
	 nêutrons 
	 A 
	 3x - 1
	 5x + 4
	 15 
	 B
	 x - 2
	 2x - 3
	 4
	 C 
	 2x + 4 
	 6x
	 16 
31) Um determinado átomo apresenta número atômico (x + 1) e número de massa (3x). Descubra o valor de Z e A, sabendo que esse átomo possui 5 nêutrons.
32) Descubra o número de prótons e o de nêutrons de um átomo que apresenta número atômico (3x + 5), número de massa (8x) e número de nêutrons (6x - 30).
33) Considere o átomo A com número atômico 5 e número de massa (3x - 5). Este átomo é isótono do átomo B, que apresenta número de massa (2x + 1) e um próton a mais que A. Determine os números de massa de A e B.
34) São dados três átomos genéricos A, B e C. O átomo A tem números atômico 70 e número de massa 160. O átomo C tem 94 nêutrons, sendo isótopo de A. O átomo B é isóbaro de C e isótono de A. O número de elétrons do átomo B é:
35) Três átomos: A, B e C, apresentam respectivamente números de massa pares e consecutivos. Sabendo que B tem 27 nêutrons e C tem 29 prótons, determine os números de massa desses átomos de modo que A seja isótopo de B e isótono de C.
36) Com relação aos átomos A, B e C, sabemos que: A e B são isótopos; A e C são isótonos; B e C são isóbaros; a soma dos números de prótons de A, B e C é 79; a soma dos números de nêutrons de A, B e C é 88; o número de massa de A é 55. Calcule os números atômicos e os números de massas desses átomos.

Porque a experiência de Rutherford provocou a rejeicao do modelo de Thomson?

Quais as conclusões feitas por Rutherford para derrubar o modelo atômico de Thomson?

O que o experimento de Rutherford provou?

Qual foi o erro do modelo atômico de Thomson?