Átomo
Partindo do princípio de que tudo o que ocupa lugar no espaço é matéria, e toda matéria é composta de átomo veremos agora um estudo detalhado do átomo e suas partículas, que é a origem da eletricidade.
Veremos agora:
- a estrutura do átomo
- em que parte dele estão as partículas carregadas de eletricidade
- quais são estas partículas e em qual quantidade elas aparecem no átomo
- por que a eletricidade dos átomos, mesmo existindo não se manifesta em condições normais
Estrutura do Átomo
A menor partícula da matéria é o átomo. O átomo é formado por partículas ainda menores de uma estrutura organizada. A maneira como essas partículas ainda menores que formam o átomo se organizam determinará que tipo de matéria o átomo irá formar.
O átomo é formado por um núcleo, com dois tipos de partículas que são elas prótons e nêutrons, em torno do qual giram partículas denominadas elétrons.
No entendimento da física até há uma comparação do átomo com nosso sistema solar em que o núcleo representa o sol e os elétrons os planetas que giram em torno dele.
A formação do átomo existe outras partículas além dessas (prótons, nêutrons e elétrons) mas para um estudo de eletrônica e eletricidade basta o estudo apenas dessas três citadas. Um estudo detalhado das demais partículas fica por conta dos físicos nucleares.
A carga elétrica do átomo é o que faz com que os elétrons se mantêm em orbita em torno do núcleo pois existe entre eles (prótons e elétrons) uma atração mútua.
Os elétrons são dotados de carga elétrica negativa, os prótons possuem carga elétrica positiva e os nêutrons como bem sugere o nome não possui carga elétrica.
Na figura a seguir temos uma imagem da estrutura do átomo com identificação das partículas que o formam.
Observando o tema de que cargas elétricas diferentes se atraem temos nesse caso do átomo a atração dos elétrons pelos prótons, e assim os elétrons se mantém em órbita em torno do núcleo.
Para uma estrutura estável do átomo faz se necessário um equilíbrio entre a quantidade de elétrons (carga negativa) e de prótons (carga positiva). Sendo assim em um átomo em condições estáveis temos o número de prótons em seu núcleo igual ao número de elétrons que giram em volta desse núcleo.
Os prótons que formam o núcleo exercem uns em relação aos outros uma grande força de repulsão, no entanto, eles permanecem unidos pela manifestação de uma força ainda maior que só se manifesta pela proximidade das partículas que é a força nuclear.
Tipos de Átomos
Os átomos são todos iguais. O que varia em sua constituição são o número de elétrons, de prótons e de nêutrons. Dependendo desse número o átomo irá formar determinados tipos de matéria, conhecidos pelo nome de elementos.
O átomo de hidrogênio é o mais simples tipo de átomo existente. Esse átomo possui 1 próton e 1 elétron. O elemento hidrogênio é representado pela letra H. Esse tipo de átomo não possui nêutron.
Logo em seguida temos o hélio, que possui 2 prótons e 2 nêutrons em seu núcleo, em torno do qual giram 2 elétrons. O elemento hélio é representado por He.
Na sequência e mais complexos existem o átomo de oxigênio (O) que possui 8 prótons e 8 nêutrons em seu núcleo, em torno do qual giram 8 elétrons; e o de cloro (Cl) que possui 17 prótons e 18 nêutrons no núcleo, em torno do qual giram 17 elétrons.
Nas imagens a seguir temos uma representação para cada tipo de átomo citado aqui com suas respectivas formações e números de partículas de prótons, nêutrons e elétrons.
Observando as imagens acima podemos notar que nos átomos mais complexos, isto é, com maior número de partículas, os elétrons giram em órbita diferente. Isso se dá pelo motivo de que cada órbita cabe um número limitado de elétrons. As órbitas também recebem o nome de camadas e representam níveis de energia.
Outro ponto importante a observar é que o número de prótons e nêutrons de determinados núcleos de átomos não são necessariamente iguais. O cloro por exemplo possui em seu núcleo 17 prótons e 18 nêutrons.
Existe na natureza um número limitado de átomos que correspondem aos elementos químicos. Os elementos químicos são classificados em uma tabela chamada de tabela periódica. Na tabela os elementos químicos são dispostos em ordem crescente de número de prótons, uma vez que o número de prótons determinam as suas principais propriedades.
Na imagem a seguir temos uma tabela periódica de todos os elementos químicos já descobertos pelo homem.
Carga dos Átomos
Os objetos encontrados na natureza tendem a não manifestar a presença de eletricidade, mesmo sendo formados por partículas que possuem cargas elétricas. Isso deve-se ao fato de que nos átomos, as quantidades de carga negativa dos elétrons e de carga positiva dos prótons se equilibram.
Mesmo existindo a manifestação em partículas diferentes, a carga negativa de um elétron é igual à carga positiva do próton fazendo que haja a neutralização. Com isso podemos dizer que em condições normais os átomos são neutros.
A carga de um elétron é igual à carga de um próton em valor absoluto e é a menor carga que existe, pois não podemos ter uma carga de meio elétron. A carga de um elétron é conhecida como carga elementar e é representada pela letra e. Essa carga é medida em Coulombs ( C ) e possui o seguinte valor: e = 1,602 . 10-19 C.
Para que pudéssemos ter um Coulomb seriam necessários aproximadamente 6.250.000.000.000.000.000 elétrons reunidos.
Texto: Tecset Eletrônica
Imagens: Tecset Eletrônica
Referências: Tecset Eletrônica
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