54 O Átomo

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Breve história do átomo

+ Marcelo Gleiser
Fonte:
http://www1.folha.uol.com.br/fsp/ciencia/fe0403200703.htm

Na Antiguidade, gregos achavam que matéria era algo indivisível

Quando olhamos em torno e nos deparamos com a incrível diversidade do mundo natural, das múltiplas formas que os objetos assumem, das texturas, da variedade de materiais e substâncias, da areia às nuvens, das flores às baleias, parece impossível imaginar que existe uma ordem por trás disso tudo, que todas as formas de matéria são compostas por menos de 100 tipos de blocos fundamentais. Mas é assim. E é assim não só aqui na Terra como também pelo Universo afora: os planetas e suas luas, os cometas e os asteróides, as estrelas, as nebulosas e as galáxias, todos os objetos que encontramos até agora são feitos dos mesmos blocos fundamentais, chamados átomos.

Esses átomos têm uma nobre história, que começa nos primórdios da ciência, em torno de 400 a.C., na Grécia Antiga. Foi lá que Leucippo e seu discípulo Demócrito, postularam que toda a matéria é feita de partículas indivisíveis chamadas átomos, o que não pode ser cortado. É bem verdade que os átomos dos gregos são bem diferentes dos átomos modernos. Enquanto que os átomos da Antiguidade eram infinitos em número, sabemos que existem 92 átomos ocorrendo naturalmente (outros podem ser produzidos no laboratório). Para os gregos, os átomos encaixavam-se como num jogo de lego, sendo as interações entre eles estruturais. Já os modernos existem devido à interação entre os seus componentes, os elétrons, os prótons e os nêutrons.

Ou seja, os átomos modernos não são indivisíveis: a interação que mantêm os átomos coesos é a eletricidade, a atração entre os elétrons e os prótons. Os nêutrons, como já diz o nome, são eletricamente neutros e seu papel é ajudar a estabilizar os prótons no núcleo. Durante a Idade Média, os átomos foram essencialmente esquecidos na Europa. No século 17 apareceram críticos, como Descartes, que não gostavam da idéia de que átomos podiam se mover no espaço vazio, e entusiastas, como Pierre Gassendi e Isaac Newton, que defendiam a granularidade da matéria. Mas foi o inglês John Dalton que, no início do século 19, deu o passo definitivo, propondo que todos os elementos químicos, do hidrogênio e carbono ao ouro e platina, são feitos de átomos, e que cada elemento tem o seu átomo, diferente dos demais. Dalton foi além, propondo que átomos podem se combinar para formar compostos e que reações químicas ocorrem quando os átomos se reagrupam. A água, por exemplo, tem dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, sendo representada, como o leitor certamente sabe, pela notação H2O. Os compostos de Dalton são aquilo que chamamos de moléculas.

No final do século 19 e início do século 20, com a descoberta de elétrons e prótons, ficou claro que átomos não são indivisíveis, como propuseram os gregos e Dalton. Átomos mudam quando o número de prótons muda. É isso que caracteriza um elemento químico, o número de prótons em seu núcleo. O mais simples, o de hidrogênio, tem um próton, o de carbono tem seis e o de urânio 92. Quando Ernest Rutherford descobriu os prótons em 1918, ficou profundamente surpreso: os átomos são essencialmente vazios, os prótons no núcleo e os elétrons circulando em órbitas bem distantes. Por exemplo, se ampliarmos um núcleo até o tamanho de uma cereja, os elétrons estarão girando aproximadamente a 1 quilômetro de distância.

Hoje, quando pensamos nas partículas indivisíveis de matéria vamos além dos átomos. Até mesmo os prótons e nêutrons são compostos de partículas menores, chamadas quarks. Mas foram Leucippo e Demócrito que iniciaram essa longa jornada, há mais de 2400 anos.
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MARCELO GLEISER é professor de física teórica no Dartmouth College, em Hanover (EUA) e autor do livro “A Harmonia do Mundo”
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