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Modelos Atômicos

Abigail Ferreira da Silva, Edson Bastos, Fabiana Teixeira, Flávio Luiz dos Santos, Hermon Reis

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Resumo

A ciência, ao longo do tempo, trouxe uma significativa compreensão do funcionamento da natureza, com isso contribuiu para o avanço da tecnologia. Porém, este processo passa por várias transformações, como é o caso dos modelos atômicos apresentados durante a história da ciência, onde uma teoria foi substituindo ou complementando a outra.

Para simulação de modelos atômicos será utilizado o site PhET - simulações interativas sobre física, biologia, ciências da terra e matemática (software livre no ensino) e o link os modelos do átomo de hidrogênio. As aplicações estão disponíveis em Java e Flash.

Desta forma será trabalhado, de forma virtual, como o átomo de hidrogênio é apresentado na teoria de Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, de Broglie e Schödinger.

Objetivos

Observar como as teorias de modelo atômico foram apresentadas ao longo do tempo e como se deu a evolução do pensamento a cerca do tema.

Estrutura da Atividade

Deverá ser realizada na sala de informática, com instruções e supervisão do professor, no qual apresentará o site e o link a ser visitado.

Organização da Classe

Dependerá da disponibilidade de microcomputadores, quanto menor o número de alunos por micro, melhor será o aproveitamento.

Formas de Registro

Os alunos deverão entregar individualmente uma redação sobre o que perceberam de diferente em cada simulação, com o auxílio do livro didático.

Introdução

O modelo atômico de Dalton propôs que a matéria é constituída de minúsculas partículas empilhadas, por exemplo, como um amontoado de laranjas. Em que o átomo é uma minúscula esfera maciça, impenetrável, indestrutível, indivisível e sem carga, além que todos os átomos de mesmo elementos, eram considerados por ele, como idênticos. Este modelo recebeu o nome de modelo atômico da bola de bilhar.

Já Thomson, experimentalmente, provou que o átomo possui carga positiva e negativa, através de uma ampola de crookes, em que raios catódicos podeiam ser interpretados como sendo um feixe de partículas negativas. Assim concluiu que, estas partículas negativas faziam parte de qualquer átomo e recebeu o nome de elétron. O modelo atômico de Thomson propôs que o átomo fosse um fluido com carga positiva de formato quase esférico, no qual os elétrons estavam dispersos.

Posteriormente, em 1911 Rutherford realizou o experimento da folha de ouro, em que uma folha de ouro muito fina foi bombardeada por partículas alfa, grande parte das partículas atravessou a folha em trajetórias retilíneas, porém outras sofriam desvio. Desta forma, Rutherford concluiu que o átomo é formado por espaços vazios (onde as partículas alfa atravessaram) e por um núcleo central (onde as partículas foram desviadas). Portanto, o átomo é formado por um núcleo muito pequeno, com carga positiva e ao redor do núcleo orbitam os elétrons, como no sistema planetário, porém os elétrons ao longo do tempo perderia energia e espiralaria e cairia no núcleo.

Então em 1913 Bohr propôs um modelo em que os elétrons orbitam em torno do núcleo, porém com uma órbita definida e particular, ou seja os elétrons ocupam estados estacionários (de energia fixa e não posição fixa) a diferente distâncias do núcleo, com isso os elétrons pudessem realizar saltos quânticos de um estado de energia para outro. E a cada salto de um estado de maior energia para um estado de menor energia é liberado um fóton.

Em 1924 de Broglie introduziu o conceito de ondas de matéria, pois para o que o elétron ocupe apenas níveis discretos de energia é necessário que se comporte como onda. Assim, o átomo pode se comportar como onde e partícula.

Já Schödinger formulou uma equação que descreve como as ondas materiais mudam sob a influência de forças externas. Esta equação representa as possibilidades do que pode acontecer a determinado sistema.

Assim, com o auxilio do simulador, o aluno poderá visualizar cada modelo e suas diferenças.

Material

Microcomputador com acesso a internet e aplicativos Java e Flash.

Procedimento

Acessar o endereço eletrônico PhET - simulações interativas sobre física, biologia, ciência da terra e matemática (software livre no ensino), em seguida na própria página clicar no link Modelo do Átomo de Hidrogênio.

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Figura 1

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Figura 2

Depois clicar na opção ligar feixe de luz (no canto esquerdo da página - em vermelho)

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Figura 3

Em seguida, clicar em Previsão Teórica (alto da página do lado esquerdo)

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Figura 4

Então aparecerão vários modelos atômicos, selecione qual modelo será bombardeado pela luz, podendo ser modificada a escolha a qualquer momento.

Situação-Problema

Os alunos deverão ser estimulados a perceber as diferenças em cada sistema e porque eles foram sendo modificados ao longo do tempo.

Hipóteses

Com a visualização da simulação dos modelos atômicos, os alunos perceberão de forma clara a diferença entre cada um deles.

Elementos Para Testar as Hipóteses

Propor uma redação individual sobre o tema e depois realizar um debate em sala de aula.

Ações dos Alunos

Redação, visualização e debate.

Referências

HEWITT, Paul G. Fisica Conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2002.

Dados adicionais

Autores:  

Abigail Ferreira da Silva, Edson Bastos, Fabiana Teixeira, Flávio Luiz dos Santos, Hermon Reis

Duração:  

Uma aula

Nível:  

Ensino Médio

Área:  

química

Tema:  

fisico-quimica

Atividade Experimental:  

Simulação,Recursos audiovisuais,Recursos computacionais,Materiais alternativos

Software:  

Simulação,Animação

Internet:  

Páginas de conteúdo,Simulações

 
 

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