O Modelo de Thomsom e o Descobrimento do Elétron

No final do século XIX, avanços experimentais transformaram a maneira como compreendemos o átomo.

1. Os Estudos de Geissler

Antes de Thomson, Heinrich Geissler foi quem demonstrou que gases a baixa pressão podiam conduzir corrente elétrica.

Utilizando seus inovadores tubos de Geissler (recipientes de vidro com gases rarefeitos),

ele observou que, ao aplicar uma corrente elétrica, surgiam brilhos coloridos no interior dos tubos.

2. Os Experimentos de William Crookes

Para compreender os avanços de Crookes, é essencial entender dois conceitos importantes: cátodo e ânodo.

Para criar um feixe de luz em uma ampola, é necessário conectar uma fonte de alta tensão a suas extremidades.

Essa fonte possui dois polos: o negativo, chamado de cátodo, e o positivo, chamado de ânodo.

O cátodo é o eletrodo de onde partem as partículas carregadas negativamente (elétrons),

enquanto o ânodo atrai essas partículas devido à sua carga positiva.

Esse sistema cria o campo elétrico essencial para os experimentos realizados dentro da ampola.

Preparando a ampola para conduzir corrente elétrica, Crookes começou seus experimentos e suas descobertas:

1️⃣ Projeção de sombra

Crookes posicionou um objeto opaco no caminho do feixe dentro da ampola e observou que uma sombra nítida era projetada na parede oposta do tubo.

Conclusão: Crookes concluiu que o feixe de luz se movia em linha reta.

2️⃣ Teste do moinho de vento

Crookes dessa vez inseriu um pequeno moinho dentro da ampola.

Ele observou que, ao ser atingido pelo feixe, o moinho começava a girar.

Conclusão: O feixe de luz era formado por partículas que possuíam massa (e que podiam transferir energia cinética ao interagir com outros objetos). 

3️⃣ Desvio por placas elétricas

Crookes instalou placas eletricamente carregadas nas laterais da ampola, uma positiva e uma negativa.

Ao gerar o feixe de luz, o cientista observou que o feixe se desviava em direção à placa positiva.

Conclusão: as partículas que formavam o feixe tinham carga negativa.

(Que fique claro, estamos partindo da ideia de que os opostos se atraem, correto? Então uma carga positiva é atraída por uma carga negativa).

Esses experimentos mostraram também que o feixe sempre partia do cátodo, o que levou à denominação desses raios de "raios catódicos". 

Com essas descobertas, Crookes estabeleceu as bases para a compreensão dos raios catódicos, que mais tarde seriam investigados por J. J. Thomson para a identificação do elétron.

3. J. J. Thomson e a Descoberta do Elétron

Avançando nos estudos de Crookes, o cientista inglês J. J. Thomson investigou os raios catódicos com maior profundidade.

Por meio de experimentos detalhados, ele conseguiu medir a relação entre a carga e a massa das partículas que compunham os raios.

Thomson concluiu que essas partículas, posteriormente chamadas de elétrons, eram cerca de 1.800 vezes mais leves que um átomo de hidrogênio.

Essa descoberta foi revolucionária, pois mostrou que os átomos, antes considerados indivisíveis, tinham uma estrutura interna.

Essa é a contribuição de Thomson mais cobrada em provas, portanto lembre-se dela. 

4. O Modelo do "Pudim de Passas"

Com base em suas descobertas, Thomson propôs um modelo para explicar a estrutura do átomo.

Conhecido como o modelo do "Pudim de Passas", ele descrevia o átomo como uma esfera maciça e homogênea de carga positiva.

Ou seja, a “massa do pudim” era praticamente toda positiva.

Já os elétrons estariam distribuídos de forma uniforme, como se fossem as passas.

Esse modelo era inovador porque:

1️⃣ Provia uma explicação para a neutralidade do átomo.

As cargas positivas e negativas no átomo se equilibram, tornando-o eletricamente neutro.

2️⃣ Introduzia a ideia de uma estrutura interna no átomo.

Os elétrons não estavam presos de maneira fixa, mas sim espalhados dentro da esfera positiva.

5. Impactos do Modelo de Thomson

O modelo de Thomson trouxe avanços significativos para a química e a física:

1️⃣ Derrubou a ideia de indivisibilidade do átomo.

Thomson mostrou que o átomo não era a partícula fundamental e indivisível sugerida por Dalton, mas sim composto por partículas menores, como os elétrons.

2️⃣ Provou a natureza elétrica da matéria.

Seu trabalho comprovou que a matéria tinha uma base elétrica, sendo formada por cargas positivas e negativas.

3️⃣ Fundou a base para a investigação subatômica.

Apesar de limitado pela tecnologia da época, seu modelo abriu caminho para experimentos futuros.

Experimentos como os de Rutherford surgiram graças ao modelo de Thomson e eles expandiram nossa compreensão sobre o núcleo atômico.

É importante notar que, para o contexto da época, o modelo de Thomson cumpriu perfeitamente sua função.

Suas limitações só se tornaram evidentes com os avanços tecnológicos e teóricos posteriores.

6. Cuidado com a Pegadinha!

Embora J. J. Thomson tenha sido responsável pela descoberta da relação carga/massa do elétron, ele não foi quem descobriu a carga do elétron em si.

Essa conquista foi realizada posteriormente pelo cientista Robert Millikan por meio de seu famoso experimento da gota de óleo, em 1909.

Enquanto Thomson contribuiu ao identificar a relação entre a carga e a massa, foi Millikan quem completou o entendimento ao determinar a carga absoluta do elétron.

Essa é uma pegadinha comum em provas, fique atento à ela!