QUIMICA E FISICA INTRODUÇÃO 8° ano - 4 bimestre - Introduçao á QUIMICA e FISICA 8°...
Ciências Físicas e Biológicas – C.F.B 8° ano - Manhã
PARTE I – QUÍMICA A estrutura atômica da matéria
Desde a antiguidade o ser humano vem investigando para saber mais sobre a matéria e usar esse conhecimento para viver melhor. Uma curiosidade muita antiga é esta:
Tudo o que existe é feito de matéria, mas de que é feita a matéria?
Pelos registros que temos até hoje, as respostas mais antigas obtidas pela humanidade para as questões colocadas na página anterior tiveram por base a religião e a mitologia.
No entanto, essas explicações não atendiam às necessidades práticas das sociedades da época. Não forneciam, por exemplo, o conhecimento que se fazia necessário à metalurgia e, mais tarde, à siderurgia.
Há milhares de anos, o ser humano é capaz de misturar alguns materiais e, com isso, obter outros materiais, diferentes dos animais. Um exemplo é a liga de bronze – mistura dos metais cobre e estanho, que já era produzida há 5000 anos.
Com esses avanços, outras questões surgiram:
Porque alguns tipos de material, ao se misturarem se transforma em outro material?
Como ocorrem essas transformações?
Para explicar essas e outras questões práticas, surgiu a necessidade de saber de que é feita a matéria ou de que é constituída a menor partícula de água, do ferro e de tudo o que existe.
Os escritos mais antigos que contêm explicações sobre a estrutura da matéria pertencem aos filósofos gregos do século V antes de Cristo.
Há cerca de 2500 anos, os filósofos gregos Leucipo e Demócrito indagavam sobre a estrutura fundamental da matéria. Eles afirmaram que a água, então tida como um elemento fundamental de tudo o que existe, era composta por partículas indivisíveis que receberam o nome de átomos. A palavra átomo significa, em grego, "indivisível".
Todo e qualquer tipo de matéria existente no Universo seria constituído de átomos. Os diversos materiais teriam em sua constituição átomos diferentes, e esses átomos estariam em diferentes proporções.
Essa idéia de átomo – partícula indivisível da matéria – foi aceita sem alterações significativas por mais de 2 0 anos.
Como explicar o que é invisível? Apesar de todos os sofisticados aparelhos empregados nas investigações e das avançadas pesquisas sobre o átomo, ele continua invisível.
O estudo do átomo é realizado a partir de modelos idealizados pelos cientistas, isto é, representações hipotéticas da idéias que se tem de como é e de que é formado o átomo.
O conceito de átomo indivisível, imutável e indestrutível afirmado pelos sábios gregos era uma idéia filosófica.
Da idéia filosófica à primeira explicação científica sobre o átomo transcorreram mais de vinte séculos.
Foi no século XIX, com o início da Revolução industrial, que o conhecimento científico ganhou maior importância. Nesse século, intensificou-se o interesse pelo conhecimento que possibilitasse realizar a transformação de um material em outro. Os cientistas ainda buscavam conhecer uma forma de transformar elementos minerais comuns, como o ferro, por exemplo, em elementos nobres e raros, como ouro e prata.
Em 1808, o químico inglês John Dalton retomou a hipótese atômica de Demócrito para explicar a composição da matéria.
Ele então formulou explicações para a sua teoria atômica. No modelo concebido por Dalton, os átomos seriam minúsculas esferas maciças, homogêneas, indivisíveis e indestrutíveis
Portador da cegueira específica para determinadas cores, estudou essa anomalia que recebeu o nome de daltonismo, em sua homenagem.
Por meio de vários experimentos, Dalton concluiu que algumas substâncias são formadas por outros elementos. Por exemplo: o hidrogênio e o oxigênio são substâncias que se combinam para formar a substância água.
Segundo Dalton, nas diversas combinações dos átomos – ainda tidos como partículas fundamentais e indivisíveis – estaria a origem da diversidade das substâncias conhecidas.
O modelo de Dalton possibilitou explicação de diversos fenômenos e contribuiu muito para a evolução do conhecimento da matéria. No entanto, não considerava a natureza elétrica da matéria.
A eletricidade era estudada desde o século XVIII, e os cientistas avançavam em novas pesquisas e experimentos. A teoria referente à existência de uma partícula da matéria de carga negativa, o elétron, se consolidava.
Novos conhecimentos, novas questões eram formuladas, e o modelo de Dalton não satisfazia, pois não explicava a existência do elétron. Era necessário, então, um modelo que tivesse como base o fato de a matéria, portanto o átomo, possuir partículas com a carga elétrica negativa e, supostamente, também conter partículas com carga elétrica positiva.
Cerca de um século depois de Dalton, o cientista inglês Joseph John Thomson propôs outro modelo para explicar o átomo, levando em consideração o conhecimento já existente sobre eletricidade.
Em 1887, Thomson afirmou que o átomo seria uma esfera neutra, maciça e não-homogênia, composta por um fluído positivo onde estariam dispersos os elétrons.
No modelo de Thomson, o átomo continua sendo representado por uma minúscula esfera maciça, porém revela o átomo como uma estrutura complexa e divisível.
Esse modelo de átomo á chamado por alguns de "pudim de passas": a massa do pudim seria a carga positiva, e as passas espalhadas sobre o pudim seriam as partículas negativas – os elétrons.
A descoberta e os estudos de radioatividade, além dos significativos avanços tecnológicos, levaram os cientistas a novas especulações sobre a composição da matéria e a estrutura do átomo.
Em 1904, o cientista neozelandês Ernest Rutherford realizou um experimento que ficou conhecido na história da ciência como experimento de Rutherford. Ele já sabia da existência das partículas de carga positiva, denominadas partículas alfa (). Em seu experimento, Rutherford colocou no interior de um bloco de chumbo uma substância emissora de partículas , de forma que elas fossem orientadas, por meio de um orifício em uma placa de chumbo, a colidir contra uma fina lâmina de ouro.
Observe o esquema do experimento de Rutherford:
Com esse experimento, ele verificou que: a maioria das partículas atravessa a lâmina de ouro;
algumas dessas partículas, ao atravessar a lâmina, eram desviadas;
uma pequena parte das partículas não ultrapassa a lâmina e retornava, como se essas partículas se chocassem com algo muito denso.
Analisando esses resultados, Rutherford concluiu que:
O átomo não é uma esfera maciça. Existem grandes espaços vazios visto que a maior parte das partículas atravessou a lâmina de ouro.