Artigo sobre a teoria atômica e a teoria cinética.
Teoria atômica
Durante milhares de anos, os antigos gregos acreditaram que toda substância pura (como ouro, ferro, etc.) era composta de átomos. Segundo eles, se uma substância pura fosse cortada em pequenos pedaços, e esses pedaços fossem cortados novamente, e assim por diante, restariam partículas tão pequenas que não poderiam ser divididas. Essas partículas minúsculas, que não podem ser divididas, são chamadas de átomos. Átomo significa "indivisível" (em grego).
Naquela época, acreditava-se que o átomo não podia mais ser dividido. Mas, posteriormente, alguns cientistas descobriram os elétrons e os núcleos atômicos (prótons e nêutrons), de modo que a suposição de que os átomos não podiam ser subdivididos estava errada. Assim, os átomos são constituídos por elétrons (com carga negativa) e núcleos atômicos. Os elétrons orbitam o núcleo. Dentro do núcleo, encontram-se os prótons (com carga positiva) e os nêutrons (neutros ou sem carga).
Existe outra teoria, chamada teoria da continuidade. Essa teoria afirma que as substâncias puras podem ser divididas infinitamente. De acordo com ela, não existe algo como a menor partícula. As menores partículas podem ser divididas em partículas ainda menores, tornando-se infinitas. Qual dessas duas teorias está correta? A teoria atômica correta ou a teoria da continuidade?
Em física, toda teoria será reconhecida cientificamente se puder ser comprovada por meio de experimentos. Nos séculos XVIII, XIX e XX, a teoria atômica foi comprovada por meio de experimentos conduzidos por cientistas.
Primeiramente, entenda as seguintes revisões. Elementos são substâncias puras que não podem ser subdivididas em outras substâncias quimicamente, por exemplo, ouro (Au), ferro (Fe), cobre (Cu), zinco (Zn), sódio (Na), cálcio (Ca), cloro (Cl), nitrogênio (N), oxigênio (O), hidrogênio (H) etc. Além dos elementos, também existem compostos. Os compostos são formados por elementos. Por serem formados por elementos, os compostos ainda podem ser divididos em elementos. Um exemplo de composto é a água.
A menor parte de um elemento é um átomo, enquanto a menor parte de um composto é uma molécula. As moléculas são formadas por átomos unidos. O ouro puro é um exemplo de elemento. O ouro puro é composto por átomos de ouro (Au). Pedaços de ferro também são exemplos de elementos. O ferro é composto por átomos de ferro (Fe). Portanto, um elemento é uma substância pura constituída por átomos semelhantes.
A água que você vê, segura e bebe com frequência é composta por moléculas de água (a fórmula química é H₂O).2Ah). As moléculas de água são compostas por dois átomos de hidrogênio (H) e um átomo de oxigênio (O).
Aqui estão algumas provas da teoria atômica:
Primeiro, a lei da comparação constante.
A lei da comparação afirma que, se os elementos se combinam para formar compostos, os compostos formados têm a mesma proporção em massa. Por exemplo, o sal. O sal que vemos é um composto constituído por moléculas de sal (NaCl). Naturalmente, as moléculas de sal são sempre formadas por 23 partes de sódio (Na) e 35 partes de cloro (Cl).
A teoria contínua não consegue explicar isso, mas a teoria atômica consegue. De acordo com a teoria atômica, os átomos são as menores partes de um elemento, por isso possuem massa. A proporção de massa dos elementos em um composto deve estar relacionada à massa relativa dos átomos que o compõem. Com base na quantidade de cada elemento que forma os compostos, os cientistas determinam a massa relativa dos átomos. Diz-se que é relativa porque a massa relativa de um elemento é comparada à massa relativa dos átomos de outros elementos.
O hidrogênio é o átomo mais leve, por isso é usado como referência. A massa relativa de um átomo de hidrogênio (H) recebe o valor de 1. Usando a massa relativa de um átomo de hidrogênio como referência, a massa relativa do átomo de carbono (C) recebe o valor de 12.
A massa relativa do átomo de oxigênio (O) recebe o valor de 16 e assim por diante (veja a tabela periódica dos elementos). A massa relativa de um átomo de carbono = 12 significa que a massa de um átomo de carbono é 12 vezes maior que a massa de um átomo de hidrogênio (H). A massa relativa de um átomo de oxigênio = 16 significa que a massa de um átomo de oxigênio é 16 vezes maior que a massa de um átomo de hidrogênio (H).
No Sistema Internacional (SI), temos um padrão de massa, o irídio-platina, armazenado em instituições internacionais de peso e tamanho na França. Segundo o acordo internacional, a massa do irídio-platina é de 1 kg, sendo este o quilograma padrão. Em escala atômica, também temos um segundo padrão de massa, o átomo de carbono-12 (¹²C). De acordo com acordos internacionais, a massa de um átomo de carbono-12 (¹²C) é de 12.000 unidades de massa atômica unificada (abreviadas como u).
1 u = 1.66 x 10-27 kg.
A massa de um átomo de carbono (C) é de 12,0000 u, a de um átomo de hidrogênio (H) é de 1,0078 u, a de um átomo de oxigênio (O) é de 15,9994 u, a de um átomo de sódio é de 22,9897 u e assim por diante. A tabela periódica dos elementos apresenta a massa atômica completa.
Além da massa atômica, existe também a massa molecular. A massa molecular é a massa total dos átomos de uma molécula. Por exemplo, a massa de uma molécula de sal (NaCl) = massa de um átomo de sódio (Na) + massa de um átomo de cloro (Cl). A massa das moléculas de água (H₂O) é igual à massa de um átomo de sódio (Na) + massa de um átomo de cloro (Cl).2O) = a massa de 2 átomos de hidrogênio (H) + a massa de um átomo de oxigênio (O).
Segundo, movimento marrom
Na antiguidade, viveu um biólogo inglês chamado Robert Brown. Ele estava pesquisando o pólen em água (1827). A água e o pólen eram visíveis ao microscópio. Robert Brown achou estranho observar o pólen se mover espontaneamente. Era curioso porque o pólen se movia. A direção do movimento do pólen era arbitrária, mas contínua. Ele suspeitou que o movimento fosse resultado de alguma forma de vida, algo que permitisse ao pólen se mover. Mas sua hipótese estava errada, pois pequenas partículas orgânicas como o pólen também se movem quando colocadas em água. Esse movimento é chamado de movimento browniano.
Essa descoberta não pode ser explicada até o desenvolvimento da teoria cinética.
Teoria cinética
Cinético significa movimento (do grego). A teoria cinética afirma que toda substância é composta por átomos ou moléculas e que esses átomos ou moléculas se movem continuamente de forma aleatória.
Ao se moverem, os átomos ou moléculas precisam atingir uma velocidade. Os átomos ou moléculas também possuem massa. Como possuem massa (m) e velocidade (v), então o átomo ou molécula possui energia cinética (EK) e momento linear (p). Energia cinética: EK = 1/2 mv2Enquanto o momento linear é dado por p = m v, além do momento linear, existem forças. Ao se mover, há a possibilidade de colisões. Portanto, as forças surgem devido às mudanças no momento linear quando uma colisão ocorre.
Podemos dizer que a teoria cinética se baseia na energia cinética, no momento linear e na força. Esses três elementos são estudados na área da dinâmica do movimento (as leis de Newton, do impulso e do momento linear). A diferença é que, na teoria cinética, aplicamos a dinâmica ao nível dos átomos ou moléculas. A teoria cinética foi desenvolvida por Boyle (1627-1691), Daniel Bernoulli (1700-1782), Joule (1818-1889), Kronig (1822-1879), Rudolph Clausius (1822-1888) e Clerk Maxwell (1831-1879).
A existência dessa teoria cinética poderia explicar a descoberta de Brown. De acordo com a teoria cinética, o pólen se move porque moléculas de água em alta velocidade o impulsionam. O número de moléculas de água é enorme, então o pólen é empurrado de várias direções.
Baseada na lei da proporcionalidade e na descoberta do movimento browniano, a teoria atômica é cada vez mais aceita pelos cientistas. Os átomos são as menores partículas de qualquer substância. Portanto, o átomo tem um tamanho. Qual é o tamanho de um átomo?
Em 1905, Einstein investigou teoricamente o tamanho dos átomos. Com base na teoria atômica, na teoria cinética e em dados obtidos por meio de experimentos, ele descobriu que o diâmetro atômico era de cerca de 10⁻¹⁰-10 Assim, o diâmetro do átomo é obtido por meio de cálculo. O tamanho dos átomos foi descoberto, portanto a teoria atômica é reconhecida, assim como a teoria cinética.
