#Química - Volume 1 (2016) - Martha Reis

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O experimento de Rutherford A aparelhagem que permitiu a realização desse experimento foi montada conforme a ilustração a seguir. • Uma amostra de polônio (elemento radioativo emissor de partículas alfa) foi colocada em uma cavidade funda de um bloco de chumbo (1) através de um pequeno orifício. • Como o chumbo não é atravessado pelas partículas alfa, elas só poderiam sair do bloco de chumbo pelo orifício. • Rutherford colocou mais algumas lâminas de chumbo com orifício central (2) na direção do bloco de chumbo, pretendendo com isso orientar o bombeamento das partículas alfa (3), emitidas pelo polônio, para uma lâmina de ouro (4) finíssima (q10 –4 mm). • Atrás e em volta da lâmina de ouro, Rutherford adaptou um anteparo móvel (5) recoberto com sulfeto de zinco (fluorescente), para registrar o caminho percorrido pelas partículas. 4 lâmina de ouro 5 anteparo móvel recoberto com sulfeto de zinco 1 caixa de chumbo com polônio radioativo 2 lâminas de chumbo com orifício central 3 partículas alfa Ilustrações: Alex Argozino/ Arquivo da editora Experimento de Rutherford partícula alfa núcleo atômico As ilustrações estão fora de escala. Cores fantasia. Esquema do comportamento das partículas alfa na lâmina de ouro Eletricidade e radioatividade 149
Alex Argozino/Arquivo da editora elétron núcleo Modelo de Rutherford para o átomo As ilustrações estão fora de escala. Cores fantasia. Ao variar a posição do alvo em volta da lâmina de metal, Rutherford e seus colaboradores puderam observar que algumas cintilações surgiam para ângulos muito diferentes, alguns deles próximos de 180o. Essas cintilações indicavam que algumas partículas alfa haviam colidido frontalmente com um “objeto” extremamente denso. Vários experimentos permitiram reunir as observações em três pontos principais: 1) A maioria das partículas α atravessou a placa de ouro sem sofrer desvio considerável em sua traje tória. 2) Algumas partículas α (poucas) foram reba tidas na direção contrária ao choque. 3) Certas partículas α (poucas) sofreram um grande desvio em sua trajetória inicial. Interpretando os resultados de uma grande série de experimentos, a equipe de Rutherford chegou à conclusão de que o átomo não se parecia com uma esfera positiva com elétrons incrustados (como um “pudim de passas”). Os resultados das observações mostravam que: • o átomo contém imensos espaços vazios; • no centro do átomo existe um núcleo muito peque no e denso; • o núcleo do átomo tem carga positiva, uma vez que as partículas alfa (positivas) foram repelidas ao passar perto do núcleo; • para equilibrar essa carga positiva, existem elétrons ao redor do núcleo orbitando numa região periférica denominada eletrosfera. Rutherford elaborou então um modelo de átomo semelhante a um minúsculo sistema planetário, em que os elétrons se distribuíam ao redor do núcleo como planetas em torno do Sol. Esse modelo foi útil em 1911 e até hoje pode explicar determinados fenômenos físicos. Mas, mesmo na época em que foi criado, apresentava contradições consideráveis, que impediam sua total aceitação: • O Sistema Solar é gravitacional e o sistema atômico é elétrico. As leis físicas que regem esses dois sistemas são diferentes. • Além disso, como partículas de cargas opostas se atraem, os elétrons, percorrendo uma espiral em direção ao núcleo, perderiam energia gradualmente e, à medida que isso ocorresse, emitiriam energia na forma de luz. Como os elétrons se mantêm em movimento ao redor do núcleo sem que os átomos entrem em colapso, os cientistas se viram diante de um impasse que só foi solucionado a partir de descobertas feitas com o estudo da natureza da luz, que veremos na sequência. Andrzej Wojcicki/SPL/Latinstock Representação fora de escala e em cores fantasia do Sistema Solar 150 Capítulo 6
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