4grupo QG2024

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Universidade Licungo
Faculdade de Educação
Licenciatura em Ensino de Biologia 
Alberto Albino Mojojo
Daniel Faife
Flora Meque Canda 
Nea João Suriar Meca 
Nelson Domingos Constantino 
Modelo atómico de Rutherford
Dondo
2024
	
Alberto Albino Mojojo 
Daniel Faife 
Flora Meque Canda
Nea João Meca
Nelson Domingos Constantino 
Modelo atómico de Rutherford
Trabalho apresentado ao curso de ensino de biologia da faculdade de educação, para fins avaliativos.
Orientador: 
Jackson 
Dondo
2024
Sumario
Modelo atómico de Rutherford	1
Modelo atómico de Rutherford	2
1.	Introdução	4
1.1.	Objectivos	4
1.2.	Metodologia	4
2.	Modelo atómico de Rutherford	5
2.1.	Experimento de Rutherford com partículas alfa em lâmina de ouro	5
2.2.	Modelo atômico de Rutherford	6
2.2.1.	Descoberta do núcleo atômico	6
2.2.2.	Descoberta dos protões	7
2.2.3.	Descoberta do neutrão	8
2.3.	Falha no modelo atômico de Rutherford	9
2.4.	Evolução de conceito de átomo	9
3.	Conclusão	11
4.	Referências bibliográficas	12
1. Introdução 
Neste trabalho para a cadeira de Química Geral vamos falar sobre o modelo atómico de Ernest Rutherford, um físico Neozelandês, nascido a 30 de Agosto de 1871, e falecido em Cambridge na Inglaterra, a 19 de Outubro de 1937. Rutherford foi considerado o Pai da Física Nuclear. Distinguiu os raios alfa e beta e, juntamente com Frederick Soddy, desenvolveu a teoria das desintegrações radioativas espontâneas. Introduziu o conceito de núcleo.
1.1. Objectivos
Geral
· Conhecer o modelo atómico de Rutherford
Específicos 
· Explicar o experimento de Rutherford com partículas alfa em lâmina de ouro
· Descrever o modelo atómico de Rutherford
· Mencionar os avanços do modelo atómico de Rutherford 
· Mencionar as falhas do modelo atómico de Rutherford 
1.2. Metodologia
Para realização do trabalho, recorremos a algumas obras e também com auxílio de alguns pdf.
2. Modelo atómico de Rutherford 
Ernest Rutherford, físico neozelandês considerado o pai da física nuclear, que começou a sua carreira conceituando a meia vida da radioatividade e descobriu as partículas alfa e beta, que foi digno de um premio nobel no ano de 1908.
No ano de 1911, Rutherford conduziu um experimento muito importante que mudou o modo como o átomo era visto pelos cientistas da época. Até o momento, o modelo atômico aceito era o de Thomson, que dizia que o átomo seria uma esfera positiva, não maciça, incrustada de eletrões e com carga elétrica total nula.
2.1. Experimento de Rutherford com partículas alfa em lâmina de ouro
O experimento em questão, onde tem uma amostra do elemento radioativo polônio dentro de um bloco de chumbo. A radiação alfa (α) que saía do polônio passava por um pequeno orifício do bloco de chumbo e ia em direção a uma finíssima lâmina de ouro. Atrás dessa lâmina de ouro havia um anteparo fluorescente, pois foi recoberto de sulfeto de zinco, que mostraria uma luminosidade onde as partículas alfa incidissem.
Depois da realização do experimento, Rutherford obteve os seguintes resultados:
1. A maioria das partículas continuaram sua trajetória atravessando a lâmina de ouro;
2. Poucas partículas atravessaram a lâmina e desviaram-se de sua trajetória;
3. Poucas partículas foram refletidas, não atravessando a lâmina.
Trajetória das partículas alfa no experimento de Rutherford, cada um desses factos levou Rutherford à conclusão de que o modelo de Thomson estava incorreto:
1. O facto de a grande maioria das partículas alfa atravessar a lâmina de ouro indica que a maior parte do átomo trata-se, na verdade, de espaços vazios;
2. O fato de poucas partículas que atravessaram a lâmina de ouro terem sofrido um desvio na sua trajetória indica que elas se aproximavam de alguma região do átomo que tivesse a mesma carga que elas, isto é, carga positiva, sendo assim repelidas;
3. As poucas partículas que foram rebatidas pela lâmina de ouro indicavam que o átomo possui uma região maciça que impedia essa passagem, com carga igual, isto é, positiva. As partículas refletidas bateriam de frente com essa região.
2.2. Modelo atômico de Rutherford
O átomo possui uma região central chamada de núcleo atômico, onde fica praticamente toda a massa do átomo e que apresenta carga positiva, e uma região denominada de eletrosfera, onde os eletrões ficam girando ao redor do núcleo.
Esse modelo de Rutherford ficou conhecido como sistema planetário ou sistema solar, porque o Sol seria o núcleo, enquanto o os planetas seriam os eletrões que ficam girando ao redor.
2.2.1. Descoberta do núcleo atômico
Exercitando as habilidades de observar, coletar informações disponíveis e duvidar do que já existe, para, então, emitir um novo conhecimento, outra descoberta estava por surgir. Ao realizar o experimento, algo extraordinário aconteceu: algumas partículas alfa eram desviadas quando passavam através das folhas metálicas de ouro. Rutherford descreveu o fato dizendo que era como se canhões de grosso calibre atirassem contra uma folha de papel, e os projéteis voltassem em sua direção.
Para afastar qualquer dúvida, Rutherford e sua equipe repetiram o experimento utilizando folhas de outros tipos de materiais e perceberam que o fato se repetia de acordo com o seguinte critério: quanto maior a massa atômica do material, maior a dispersão das partículas alfa em ângulos maiores.
Os cálculos de Rutherford chegaram a uma previsão aproximada de que, a cada 20.000 partículas alfa emitidas sobre a folha de ouro, uma sofria desvio com grande diferença angular.
Rutherford e sua equipe chegaram às seguintes conclusões:
· Presença de um núcleo: O átomo não poderia ser maciço. Ele deveria apresentar um núcleo muito pequeno em relação ao seu tamanho total, no qual a maior parte do átomo seria, então, vazia. Rutherford chegou a essa conclusão considerando que a maioria das partículas alfa atravessava livremente a lâmina metálica.
Poucas partículas alfa eram desviadas, e um número menor ainda era refletida. Esse fato levou o cientista a concluir também que o núcleo apresentaria quase a totalidade da massa do átomo e teria carga positiva. As partículas alfa, que são positivas, eram, então, desviadas quando se aproximavam do núcleo ou repelidas quando lançadas diretamente contra o centro positivo do átomo.
· Existência de eletrosfera: Região situada ao redor do núcleo onde se encontram os eletrões “carregados negativamente”, com quantidade igual, em número, às unidades de cargas positivas presentes no núcleo.
Conforme os cálculos realizados, o elétron apresenta uma massa 1.836 vezes menor que a de um protão (descoberto somente em 1919). Assim como a Terra e os demais planetas giram ao redor do Sol, os eletrões giram em torno do núcleo para equilibrar a carga positiva
2.2.2. Descoberta dos protões
Em 1919, Rutherford e sua equipe realizaram a primeira transmutação ao bombardear gás nitrogênio com partículas alfa, obtendo oxigênio e partículas nucleares de carga positiva.
Essas novas partículas somente poderiam ser núcleos de hidrogênio, originadas a partir do nitrogênio. Sua conclusão foi de que se tratava de mais uma partícula elementar existente em todos os núcleos atômicos. Essa partícula recebeu o nome de protões.
2.2.3. Descoberta do neutrão
Em 1920, Rutherford propôs de maneira hipotética, sem comprovação científica, que o núcleo atômico deveria conter outra partícula a qual resultaria da combinação entre o protão (+) e o elétron (–), ao que ele chamou de neutrão (0), uma partícula sem carga elétrica, mas com massa próxima à do protão (+). Entretanto, foi somente em 1932 que o físico britânico James Chadwick (1891-1974) identificou um tipo de radiação que inicialmente era idêntica à radiação gama, ao realizar, a partir do polônio, o experimento de espalhamento de partículas alfa sobre uma folha de berílio.
Ao se aprofundar ainda mais na pesquisa, refez o experimento, colocando uma amostra de parafina (um hidrocarboneto) após a folha de berílio. Dessa ação, ele percebeu que protões eram emitidos em seguida, desfazendo a ideia primária deque era a radiação gama, pois ela seria detetada de forma idêntica ao passar pela parafina.
A hipótese de Rutherford estava correta e aparentemente o átomo com suas partículas elementares (protões, neutrões e eletrões) seria a base da constituição da matéria. No entanto, a descoberta de outras partículas subatômicas continuou instigando os cientistas a investigarem ainda mais a matéria.
Experimmento de Chadwick
2.3. Falha no modelo atômico de Rutherford
O modelo de Rutherford respondia muito bem a uma série de interrogações, sendo considerado uma grande contribuição para o estudo da física e da química na época; entretanto, de acordo com as teorias do eletromagnetismo de Maxwell, ele apresentava falhas. Segundo essas teorias, quando partículas carregadas eletricamente são aceleradas, elas perdem energia, emitindo radiação eletromagnética. Nesse caso, o eletrão, conforme o princípio da conservação da energia iria perdendo energia cinética e potencial, fazendo com que o raio da sua órbita fosse diminuindo gradativamente, até o momento de se chocar com o núcleo atômico. Isso ocasionaria o colapso atômico e consequentemente, a inexistência da matéria.
Como esse fenômeno não acontece, o modelo atômico de Rutherford apresentava problemas teóricos que passaram a direcionar os trabalhos dos cientistas que o sucederam. Eles queriam saber como os eletrões estavam distribuídos nas órbitas dos átomos.
2.4. Evolução de conceito de átomo 
· 1914 ˗ 1920: Rutherford demostrou a existência dos protões 
· 1923: Chadwick descobriu os neutrões no núcleo 
	Protões
	núcleo
	+1
	Neutrões
	núcleo
	0
	Eletrão
	extra nuclear
	˗1
· A massa do eletrão e desprezível em comparação com a massa dos protões e neutros
· O átomo e neutro, pois o numero de protões é igual ao numero de eletrões
3. Conclusão
Depois da realização do trabalho, concluímos que o Modelo Atômico de Rutherford foi um passo fundamental na compreensão da estrutura do átomo. Apesar de suas limitações, ele revolucionou a física, abrindo caminho para o desenvolvimento de modelos mais precisos, como o modelo de Bohr e a mecânica quântica. O modelo de Rutherford lançou as bases para a física nuclear e para a compreensão da estrutura da matéria como a conhecemos. Ele mostrou que o átomo não era uma esfera maciça e indivisível, mas sim um sistema complexo com um núcleo denso e positivo, cercado por elétrons. 
Referências bibliográficas
Correa, C. (s.d.). Modelo atomico de Rutherford. Portugal: Universidade de Porto. Obtido em 16 de Agosto de 2024, de https://rce.casadasciencias.org/rceapp/pdf/2014/049/
FogaÇa , J. (s.d.). Modelo atomico de Rutherford. Obtido em 16 de Agosto de 2024, de https://www.manualdaquimica.com/amp/quimica-geral/modelo-atomico-rutherford.htm
Santos, V. (10 de Setembro de 2020). MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD OU “PLANETÁRIO” (1911). Brasil: UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL. Obtido em 16 de Agosto de 2024, de https://www.ufrgs.br/colegiodeaplicacao/wp-content/uploads/2020/09/100-Qui%CC%81mica-semana-26.pdf
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