Evolução dos Modelos Atômicos

 

Modelo Atômico de Dalton

 

       Dalton desenvolveu trabalhos significativos em vários campos: meteorologia, química, física, gramática e lingüística. Seu nome, contudo, passou à história da ciência pela criação da primeira teoria atômica moderna e pela descoberta da anomalia da visão das cores, conhecida por daltonismo. Em 1794, depois de haver procedido a numerosas observações sobre certas peculiaridades da visão, Dalton descreveu o fenômeno da cegueira congênita para as cores, que se verifica em alguns indivíduos. O próprio Dalton apresentava essa anomalia.


       Dado seu interesse pela meteorologia, em 1787, ainda em Kendal, deu início a anotações sistemáticas de dados sobre fenômenos atmosféricos. Manteve-se nesta atividade mesmo após se estabelecer em Manchester, em 1793. Preocupado com a região chuvosa que escolhera para viver, Dalton buscava, em uma comunicação apresentada em 1799, estabelecer relações entre o vapor d’água e os gases presentes na atmosfera e o calor. A grande questão era se o vapor d’água seria ou não um gás. Dalton concluiu que era um fluido elástico que não se combinava quimicamente com os gases que compunham a atmosfera. Como síntese das investigações que fazia sobre mistura de gases, ele publicou, em 1802, nas Memoirs  da Sociedade Literária e Filosófica de Manchester que, quando dois ou mais gases estão misturados, cada um deles age como se os outros não existissem. Assim, Dalton pôde afirmar que cada gás presente em uma mistura de gases contribui proporcionalmente à sua quantidade para a pressão total da mistura. Essa conclusão passaria a ser denominada Lei das Pressões Parciais e, mais tarde, Lei de Dalton, em sua homenagem.

       Estudos subseqüentes sobre a solubilidade dos gases em água o levaram a refletir sobre “o peso relativo das menores partículas dos corpos”. E em 1802, apresentou à Sociedade Literária e Filosófica de Manchester uma comunicação sobre a proporção de diversos gases ou fluidos elásticos presentes na atmosfera. Portanto, Dalton concluiu que a combinação de um corpo com outro pode dar dois corpos compostos diferentes entre si (pois apresentam proporções diferentes dos dois elementos), mas que guardam sempre uma relação de números inteiros entre seus constituintes, dando origem então à Lei das Proporções Múltiplas. Esses trabalhos – fruto de um trabalho que envolveu outros pesquisadores – foram fundamentais para a teoria atômica que ele viria a propor logo depois.

       Discípulo de Proust (1803-1807) criou o modelo atômico de Dalton e apresentou sua teoria atômica com o trabalho Absorption of Gases by Water and Other Liquids (1803) em uma série de conferências realizadas na Royal Institution de Londres (1803-1808).

       Para ele, toda matéria era constituída por partículas indivisíveis, os átomos. Retomando as definições dos antigos atomistas gregos, considerava os átomos como partículas maciças, indestrutíveis e intransformáveis, ou seja, não seriam alterados pelas reações químicas. Associou cada tipo de átomo a um determinado elemento químico. Os átomos de um mesmo elemento seriam todos iguais na massa, tamanho e demais qualidades e o peso (massa) de um composto seria igual à soma dos pesos dos átomos dos elementos que o constituíam. Idéia que prevaleceu até a descoberta dos isótopos (1921), quando foram descobertos átomos de um mesmo elemento com massas diferentes. Dalton explicava as reações químicas como resultado da separação ou da união entre átomos e usou o termo átomos compostos para designar as entidades resultantes das ligações entre essas partículas. Com isso, ele lançou o embrião do conceito de molécula.

       Para expor com simplicidade a descoberta de Dalton, digamos que ele estabeleceu o fato de que cada elemento tem seu peso próprio. Tomou o elemento mais leve, o hidrogênio, como base unitária - valendo 1 - e mediu os outros em comparação com o peso deste. Foi em 1803, no mês de setembro, que Dalton publicou pela primeira vez os símbolos atômicos, fórmulas atômicas e uma lista de pesos atômicos dos elementos, poucos ainda em comparação com os que se conhecem atualmente. Sua teoria sobre os átomos tornou possível explicar o modo como os átomos se combinam para a formação de moléculas. Mostrou que as combinações químicas ocorrem apenas quando há uma relação entre as substâncias: uma molécula de água, por exemplo, tem sempre o mesmo peso atômico que as outras, com dois átomos de hidrogênio juntos a um de oxigênio. Com base ainda nesta lei, foi possível elaborar uma lista de elementos, com seus pesos individuais, partindo do peso do hidrogênio para unidade. O próprio Dalton elevou o número dos componentes desta lista a vinte e um elementos.

 

       Dispondo apenas de material muito primitivo para trabalhar, Dalton não pôde ser exato nos números que forneceu, mas seu livro, "O Novo Sistema de Filosofia Química", publicado em 1808, revolucionou a Ciência.

       As idéias de Dalton poderiam ser usadas para interpretar fatos químicos conhecidos, numa base quantitativa. Os postulados da teoria de Dalton são:

  • Toda matéria é feita de átomos. Esses corpos, indivisíveis e indestrutíveis, constituem as partículas finais da química.
  • Todos os átomos de um dado elemento são idênticos, não só quanto à massa, mas também quanto às outras propriedades. Átomos de elementos diferentes têm massas diferentes e propriedades diferentes.
  • Os compostos se formam pela combinação de duas ou mais espécies diferentes de átomos. Os átomos se combinam na razão de números inteiros pequenos, por exemplo, um átomo de A com um átomo de B, dois átomos de A com um átomo de B.
  • Os átomos são as unidades das mudanças químicas Uma reação química envolve apenas combinação, separação e rearranjo de átomos, mas os átomos não são criados, nem destruídos, nem divididos, ou convertidos em outras espécies durante uma reação química.

       A teoria atômica de Dalton, porém, não teve uma aceitação pronta e universal; muito pelo contrário. A determinação experimental dos pesos atômicos permaneceu precária por muito tempo, e a confusão que freqüentemente se fazia entre átomos e moléculas ajudou a manter a incerteza. Por isso, durante a maior parte do século XIX preferiu-se trabalhar com o conceito de peso equivalente das espécies químicas, no lugar de peso atômico ou molecular. Só nas últimas décadas do século XIX é que a situação começaria a esclarecer-se e a teoria atômica de Dalton passaria a ocupar pouco a pouco o lugar de proeminência que ela goza na Química.