A ciência busca simplificar a compreensão do mundo, mesmo diante da aparente complexidade ilimitada. Essa complexidade tem suas raízes na simplicidade fundamental que a ciência se esforça para descrever. A química desempenha um papel crucial nessa busca, revelando como todas as coisas ao nosso redor – desde montanhas, árvores e pessoas até computadores, cérebros, concreto e oceanos – são compostas por um número limitado de entidades simples: os átomos.
Essa ideia remonta aos gregos antigos, que acreditavam na existência de quatro elementos – terra, ar, fogo e água – capazes de combinar-se nas proporções corretas e formar todas as outras substâncias. Embora o conceito de elemento naquela época seja semelhante ao nosso conceito atual, os experimentos científicos mostraram que existem mais de 100 elementos, os quais, em várias combinações, constituem toda a matéria existente na Terra. A tabela periódica dos elementos é a representação visual dessa diversidade e nos permite compreender como os átomos se combinam para formar diferentes substâncias e materiais.
Átomos
Os antigos gregos questionavam o que aconteceria se a matéria fosse dividida em pedaços cada vez menores. Eles se perguntavam se haveria um ponto em que teriam que parar, pois os pedaços deixariam de ter as mesmas propriedades do todo, ou se poderiam continuar indefinidamente. Hoje, sabemos que existe um limite no qual devemos parar. Em outras palavras, a matéria é composta por partículas extremamente pequenas que não podem ser divididas por métodos convencionais. A menor partícula de um elemento é chamada de átomo. A história do desenvolvimento do modelo moderno do átomo é um excelente exemplo de como os cientistas constroem e revisam modelos.
John Dalton
O professor de escola primária e químico inglês John Dalton apresentou o primeiro argumento convincente em favor dos átomos, baseado em experimentos concretos em vez de especulação, em 1807. Ele realizou medições repetidas das razões entre as massas dos elementos que se combinam para formar as substâncias que chamamos de “compostos” e observou um padrão nessas razões. Por exemplo, ele descobriu que em todas as amostras de água que ele estudou, havia 8 g de oxigênio para cada 1 g de hidrogênio, enquanto em outro composto dos dois elementos (peróxido de hidrogênio), havia 16 g de oxigênio para cada 1 g de hidrogênio. Esses tipos de dados levaram Dalton a desenvolver sua hipótese atômica:
- Todos os átomos de um determinado elemento são idênticos;
- Os átomos de diferentes elementos têm massas diferentes;
- Um composto é formado por uma combinação específica de átomos de mais de um elemento;
- Em uma reação química, os átomos não são criados nem destruídos, eles apenas trocam de parceiros para formar novas substâncias.
Atualmente, dispomos de instrumentação que fornece evidências muito mais diretas da existência dos átomos em comparação com o tempo de Dalton. Não restam dúvidas de que os átomos existem e são as unidades fundamentais que compõem os elementos. De fato, os químicos utilizam a existência dos átomos para definir um elemento: uma substância composta por átomos de um único tipo. Até 2015, haviam sido descobertos ou criados 114 elementos, embora, em alguns casos, em quantidades muito pequenas. Por exemplo, quando o elemento 110 foi produzido, apenas dois átomos desse elemento foram gerados e, ainda assim, eles duraram apenas uma fração de segundo antes de se desintegrarem. Alegações de produção de vários outros elementos estão atualmente sob investigação.
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