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Usina Nuclear Isar, Alemanha

Piscina de combustível nuclear usado

Turbina de uma usina nuclear

O que é um átomo?

O átomo é uma estrutura na qual a matéria está organizada no mundo físico ou na natureza. Os átomos formam as moléculas, enquanto os átomos são formados por constituintes subatômicos, como prótons (carga positiva), nêutrons (não carregados) e elétrons. (com carga negativa).

O que é um átomo?

Por exemplo, vamos imaginar que temos um pedaço de ferro. Nós dividimos. Ainda temos dois pedaços de ferro, mas menores. Vamos deixá-los novamente, novamente ... Cada vez que teremos mais peças menores até que chegue um momento, que se a devolvermos do que teríamos deixado não seria mais ferro, seria outro elemento da tabela periódica. Neste momento, podemos dizer que o que nos resta é um átomo, um átomo de ferro.

Definição de Atom

De uma maneira mais formal, definimos o átomo como a menor partícula na qual um elemento pode ser dividido sem perder suas propriedades químicas.

A origem da palavra átomo vem do grego, que significa indivisível. Na época em que essas partículas foram batizadas, acreditava-se que elas não podiam ser divididas, embora hoje sabemos que os átomos são constituídos por partículas ainda menores, distribuídas nas duas partes do átomo, as chamadas partículas subatômicas.

Quais são as partes de um átomo?

O átomo é dividido em duas partes: o núcleo e o córtex. O núcleo, por sua vez, é constituído por nêutrons (com carga neutra) e prótons (com carga positiva). A crosta, no entanto, é formada apenas por elétrons (com carga negativa).

Quais são as partes de um átomo?

Prótons, nêutrons e elétrons são as partículas subatômicas que formam a estrutura do átomo. O que diferencia um átomo de outro é a relação estabelecida entre eles.

Os elétrons carregados negativamente são as partículas subatômicas mais leves. Os prótons carregados positivamente pesam cerca de 1.836 vezes mais que os elétrons. Os nêutrons, os únicos que não têm carga elétrica, pesam aproximadamente o mesmo que prótons.

Prótons e nêutrons estão agrupados na parte central do átomo formada pelo núcleo atômico. Por esse motivo, eles também são chamados de núcleons. A energia que mantém nêutrons e nêutrons unidos é energia nuclear;

Assim, a parte central do átomo, o núcleo atômico, tem uma carga positiva na qual quase toda a sua massa está concentrada, enquanto no escorço ao redor do núcleo atômico há um certo número de elétrons, carregados negativamente. A carga total do núcleo atômico (positivo) é igual à carga negativa dos elétrons, de modo que a carga elétrica total do átomo é neutra.

Modelo Bohr

Essa descrição dos elétrons que orbitam o núcleo atômico corresponde ao modelo simples de Bohr. De acordo com a mecânica quântica, cada partícula tem uma função de onda que ocupa todo o espaço e os elétrons não estão localizados em órbitas, embora a probabilidade de presença seja maior a uma certa distância do núcleo.

Quais são as propriedades nucleares do átomo?

As unidades básicas da química são átomos. Durante as reações químicas, os átomos são conservados como tal, não são criados ou destruídos, mas são organizados de maneira diferente, criando diferentes ligações entre um átomo e outro.

Quais são as propriedades nucleares do átomo?Os átomos agrupam-se formando moléculas e outros tipos de materiais. Cada tipo de molécula é a combinação de um certo número de átomos ligados entre si de uma maneira específica.

Dependendo da composição de cada átomo, os diferentes elementos químicos representados na tabela periódica dos elementos químicos são diferenciados. Nesta tabela, podemos encontrar o número atômico e o número de massa de cada elemento:

  • O número atômico, representado pela letra Z, indica a quantidade de prótons que um átomo possui, que é igual à dos elétrons. Todos os átomos com o mesmo número de prótons pertencem ao mesmo elemento e têm as mesmas propriedades químicas. Por exemplo, todos os átomos com um próton serão hidrogênio (Z = 1), todos os átomos com dois prótons serão hélio (Z = 2).
  • O número de massa é representado pela letra A e refere-se à soma de prótons e nêutrons que o elemento contém. Isótopos são dois átomos com o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons. Isótopos do mesmo elemento têm propriedades químicas e físicas muito semelhantes entre si.

O que significa que um átomo tem isótopos?

Acontece que os átomos de um elemento nem todos têm o mesmo número de nêutrons no núcleo. Isso é chamado de isótopo. Os isótopos têm (quase) as mesmas propriedades químicas, mas outras propriedades físicas. Mais de um isótopo de praticamente todos os elementos é conhecido. Além disso, é possível produzir novos átomos com reações nucleares, mas geralmente são instáveis ​​e sofrem deterioração radioativa.

Os isótopos são muito importantes na indústria de energia nuclear, pois sua manipulação pode gerar variantes mais instáveis ​​( isótopos) que favorecem as reações de fissão nuclear. O enriquecimento de urânio consiste em converter um isótopo de urânio em outro isótopo de urânio mais instável.

História da teoria atômica

O conceito de átomo é muito antigo. Até Demokritos sugeriu que tudo é feito de átomos e vazio, e como não há vazio nos átomos, eles são indivisíveis, porque apenas o vazio pode separar as músicas umas das outras.

O conceito de átomo na química foi introduzido por John Dalton no início do século XIX. Com isso, ele explicou em particular a lei dos múltiplos coeficientes de peso. Essa lei diz que, se dois elementos formam mais de um composto, as quantidades de um elemento que podem corresponder à mesma quantidade de outro elemento estão em uma proporção simples, geralmente pequena e completa.

No início do século XIX, essa teoria e reações químicas nos permitiram determinar muito de perto a relação entre as massas de átomos de diferentes elementos. No entanto, ainda não se sabia quão grandes eram suas massas em uma fração de grama, apenas suas massas relativas eram conhecidas. Portanto, foi necessário introduzir uma unidade especial de massa atômica que foi inicialmente definida como a massa do átomo de hidrogênio. (Hoje é definido como 1/12 da massa do átomo de carbono-12).

Ao mesmo tempo, a termo-teoria e a teoria dos gases cinéticos intimamente relacionados, que também exigiam gás composto por moléculas, também se desenvolveram rapidamente. Lei de Avogadro, baseada na teoria do gás cinético. Também foi útil para determinar as massas atômicas dos elementos gasosos.

No entanto, no século 19, a teoria atômica era de particular importância na química orgânica. Através de várias reações químicas, conclusões poderosas foram tiradas sobre a estrutura das moléculas orgânicas e a ordem na qual os átomos estão localizados juntos. Quando muito mais tarde as estruturas das moléculas orgânicas também puderam ser estudadas com raios-X, as conclusões feitas pelos químicos mostraram-se corretas na maioria dos casos.

A teoria atômica foi rapidamente aceita pelos cientistas, embora ainda houvesse dúvidas no final do século XIX, por exemplo, Ernst Mach. Somente os resultados da radioatividade e a explicação do movimento de Albert por Albert Einstein em 1905 finalmente resolveram a disputa e permitiram determinar a relação entre a unidade de massa atômica e o grama.

Dalton e a comunidade científica por muito tempo depois dele mantiveram o átomo indivisível. No entanto, o estudo da eletrólise para concluir que o átomo pode obter uma carga elétrica, ionizada, gradualmente levou à suposição de que também existem partículas menores carregadas eletricamente.

Modelos atômicos

Há pouco mais de 2.000 anos, o filósofo Platão introduziu átomos em vários elementos dos timios. Ele combinou um polígono regular, a chamada peça platônica, em cada elemento clássico: terra, ar, fogo e água, de modo que a Terra era equivalente a um cubo, um octaedro de ar, um icosaedro de água e um tetraedro de fogo. Platão pensava que cada elemento era formado por seus próprios átomos, como assumem as teorias atuais.

Dos modelos atômicos atuais, baseados em descobertas científicas, o primeiro é o padrão de bulbo do eliminador de elétrons Joseph Thomson. Verificou-se que o átomo era eletricamente neutro, mas era composto de partículas carregadas de marcas diferentes. Segundo a teoria clássica, o único modelo atômico permanente possível era aquele no qual as partículas positivas e negativas são distribuídas uniformemente no átomo.

No entanto, Ernest Rutherford fez um experimento no qual bombardeou uma fina folha de ouro com partículas alfa. Para sua grande surpresa, ele descobriu que uma pequena parte das partículas passava pelas outras, como se a maioria do átomo estivesse vazia e apenas um pequeno núcleo contivesse toda a massa. Rutherford acabou em um modelo de sistema solar onde elétrons circulam um núcleo positivo da mesma maneira que os planetas do sol. No entanto, de acordo com a física clássica, o modelo atômico de Rutherford não seria estável, porque os elétrons no movimento circular logo irradiariam sua energia.

Niels Bohr resolveu o problema argumentando que os elétrons circulam o núcleo apenas em certos caminhos estacionários permanentes. No modelo de Bohr, os elétrons são emitidos apenas quando se deslocam de uma trilha para outra ao absorver ou emitir um fóton. Os pontos fracos do modelo estão relacionados ao fato de que isso não explica de maneira alguma.

Finalmente, físicos como Erwin Schrödinger receberam a mecânica quântica desenvolvida. O modelo atômico no qual os elétrons formam nuvens de probabilidade em torno do núcleo: você nunca sabe ao certo onde está o elétron, mas é como se ele se estendesse pelo espaço. Devido à complexidade e racionalidade da mecânica quântica, os modelos simples de Rutherford e Bohr ainda são usados ​​no ensino, e a maioria das pessoas ainda pensa nos átomos como pequenos sistemas solares. Entretanto, o modelo atômico da mecânica quântica provou ser válido em muitos experimentos extremos.

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Última revisão: 19 de abril de 2019