_Hinrichs_Kleinback

336 Energia e Meio Ambiente
A. Hipótese Atômica
Durante milhares de anos, as pessoas têm se interessado pela estrutura da matéria e sua
composição exata. Com a existência de muitos tipos de substância — sal, água, pedra.
ar, cabelo, e assim por diante —, as pessoas imaginavam se haveria um número infinito
de substâncias na natureza, ou apenas algumas substâncias fundamentais que compusessem
as muitas coisas diferentes ao nosso redor. Se subdividirmos um pedaço de carvão
em muitos pedaços pequenos, até que ponto poderemos executar este processo sem
que as propriedades que identificam a substância sejam perdidas? Quais são os blocos
de construção básicos da natureza? Que propriedades comuns a todos os corpos podem
ser encontradas?
Hoje em dia, independentemente de nossa formação, sabemos a respeito dos átomcs
estamos prontos para aceitar sua existência, ainda que não possamos facilmente vê-los
senti-los ou mesmo cheirá-los. Podemos saber que existem mais de 100 tipos diferentes de
átomos ou elementos, e que as combinações destes elementos — tal como letras no alfabeto
- formam as substâncias que nos rodeiam. A idéia de que toda a matéria é constituída
por minúsculos blocos de construção chamados de átomos (do grego átomos, que significa
indivisível, ou que não pode ser cortado) vem do filósofo grego Demócrito (cerca de 420
a.C). Ele acreditava que havia alguma característica comum a toda matéria, alguma estrutura
básica da qual toda matéria é feita. Porém, assim como em muitas teorias, esta descrição
da natureza veio aparentemente cedo demais, e carecia de evidências para que fosse
aceita universalmente. Esta teoria foi substituída pela visão de Aristóteles (cerca de 340
a.C), de que a matéria era composta de quatro elementos: ar, fogo, água e terra. Por 2.000
anos, esta visão foi o modelo "dominante" do universo físico.
A teoria atômica da matéria só foi seriamente revista no início do século XIX, principalmente
devido ao trabalho do químico inglês John Dalton. A partir de análises quanitativas
da forma como vários elementos se combinam para formar substâncias químicas,
Dalton chegou à conclusão de que cada elemento é constituído de átomos, as unidades básicas
indestrutíveis e indivisíveis da matéria. Ele propôs que cada elemento consiste de
apenas um tipo de átomo, que é diferente dos átomos de qualquer outro elemento. Cada
elemento tem também a sua massa e uma série de propriedades próprias. Com a ajuda de
uma balança precisa, Dalton mostrou que sempre que a água é formada a partir de oxigênio
e hidrogênio, não importa como ou em que quantidade, os elementos são misturados,
há uma proporção definida de uma massa de hidrogênio para oito massas de oxigênio. A
melhor explicação para esta "lei das proporções definidas" era a existência de partículas
elementares, ou átomos.
Dalton identificou aproximadamente 20 tipos de átomos diferentes em seu trabalho.
Estudando as reações químicas entre estes elementos, ele foi capaz de determinar as suas
massas relativas. Sua lista ia do hidrogênio, com 1 unidade de massa, ao ouro, com 190
unidades de massa. Trabalhos posteriores determinaram que 1 unidade de massa atômica
(uma) era igual a 1,66 x 10 - 2 7
kg. A classificação de todos os elementos conhecidos
aparece na tabela periódica, da qual trataremos brevemente no Tópico Especial ao final
deste capítulo.
B. Os Componentes do Átomo
Para alguns cientistas, era filosoficamente difícil acreditar que o universo tinha em seu
nível mais fundamental tantas "partículas" fundamentais quanto elementos diferentes
havia. Evidências concretas de que os átomos não eram esferas duras indivisíveis, nem
uma partícula elementar, tornaram-se disponíveis no final do século XIX, com as descobertas
do elétron e da radioatividade. No caso do elétron, os cientistas estavam investigando a