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A constituição da matéria segundo os gregos 

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A constituição da matéria segundo os gregos 

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Substancialistas: Matéria formada por substâncias (ar, água, fogo, terra, etc)
Atomistas: Matéria formada por átomos

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Um dos percussores do pensamento substancialista da matéria. A matéria era composta por uma substância fundamental, a água.

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Concebeu a ideia do Apeiron: substância responsável por todas as coisas do mundo e formadora de outras substâncias (pensamento de unificação ?)

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ANAXIMANDRO DE MILETO, O ÁPEIRON E A TERRA CILÍNDRICA.

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O ar é a substância fundamental no qual todas as coisas se originam, talvez devido ao fato de estar em todos os lugares da terra). O ar rarefeito poderia produzir fogo e o ar denso geraria a água e a terra em diferentes níveis de densidade

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ANAXÍMENES DE MILETO, O AR E O FORMATO DA TERRA.

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O fogo como substância fundamental e formadora de toda a matéria, possui ação transformadora na matéria, como por exemplo a combustão da madeira em fumaça etc.

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Um dos pioneiros na teoria dos quatro elementos (água, fogo, terra e ar), e que a combinação desses elementos formavam a diversidade da matéria no universo.

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As teorias aqui citadas buscam a unificação da matéria a partir de um elemento fundamental derivados mais da observação do que experimentação!

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As teorias aqui citadas buscam a unificação da matéria a partir de um elemento fundamental derivados mais da observação do que experimentação!

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Os Pitagóricos acreditavam que tudo o que há no universo são números (doutrina puramente mística)

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"É no legado pitagórico que encontramos a noção de que
o mundo natural pode ser descrito através de relações matemáticas que traduzem, de forma racional, a sua perfeição e simetria". (GLEISER, 2010, p.48).

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Para os pitagóricos, os números eram considerados sagrados, representavam o divino. Os números execiam o papel de agentes principais da natureza, e a partir dela que a natureza revelaria seus segredos.

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"Para eles (Pitagóricos), os números eram sagrados e eternos, a ligação mais próxima possível entre o homem e a divindade".
(PIRES, 2011, P.18)

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"Ele aceitou a teoria originalmente proposta por Empédocles de que toda a matéria era feita de várias combinações dos quatro elementos. [...] esses elementos enchiam totalmente o
cosmo, não deixando qualquer espaço vazio. (PIRES, 2011, p. 33-34). "

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porque, se a matéria veio a ser, tem que haver algum substrato, como elemento primário a partir do qual veio a ser e continua subsistindo. E isto é a natureza mesma, de modo que ela teria existência antes de chegar a ser – pois chamo “matéria” o que subjaza como fator primário a cada coisa; a partir disto, que segue subsistindo, algo chega a ser não por concomitância.(ARIST., Física, I, 9, 192ª. 27-34).

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Apesar de o universo ser composto dos 4 elementos, Aristóteles "cria" mais um: O éter.

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O éter seria o algo que forma os corpos celestes, feitos de uma quinta substância: a quintessência.

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Proposta inicialmente por Leucipo de Mileto (Século V a.C.) e por seu discípulo Demócrito de Abdera (460 - 370 a.C.).

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Para Demócrito o universo era composto por um número infinito de partículas
finitas de átomos. Os átomos – pontos materiais, corpúsculos indivisíveis –
existiram sempre e eram indestrutíveis e imutáveis; idênticos uns aos outros
quanto a sua natureza (substância), os átomos poderiam quanto ao tamanho,
posição ordem e forma. O vazio, que era infinito, existia somente fora dos
átomos, já que estes eram plenos [...]. (ANDERY, 2007, p.54).

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A união dos átomos, constituídos da mesma substância (Protos) que dava origem a tudo que existia.

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Os atomistas acreditavam que a união, ou desunião, dos átomos eram eventos puramente aleatórios, sem nenhuma finalidade e determinação.

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Vai na contramão à ideia de Aristóteles sobre o vácuo, existia entre os átomos e era infinito.

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A junção dos átomos explicavam efeitos como a densidade relativa entre objetos (quantidade de átomos maior em relação a outro) e a resistência à fratura (distribuição de vazio entre os átomos)

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A teoria explicava a maioria das propriedades da matéria, tais como compreensibilidade, rarefação, condensação, combustão, etc. Ela fornecia uma
explicação racional para o fenômeno da mudança (PIRES, 2011, p.25).

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Os atomistas acreditavam que existem vários mundos, sendo eles criados e destruídos constantemente, e o nosso sendo apenas um entre infinitos mundos, não tendo nenhum papel especial no universo.

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“Como existem infinitos átomos, e o Vazio por definição também era infinito, um numero infinitos de mundos é constantemente criado e destruído por todo o Universo, o nosso sendo apenas um deles, sem nenhuma importância maior” (GLEISER, 1997, p.62).

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De forma independente, a escola indiana propõe o modelo Paranamus: objetos indestrutíveis, eternos e infinitos. São responsáveis pela criação do universo e pelas substâncias orgânicas ou inorgânicas.

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A realidade é composta pelos quatro elementos: fogo, ar, terra e água. Cada um desses elementos é descrito pelo Paranamu

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O mundo é composto por jawāhir (átomo) e a‘rād (acidentes). O jawāhir é indivisível, auto- subsistente e não possui magnitude (i.e., é algo fundamental)

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Crítica as ideias de Aristóteles

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Se baseia no fato que, a esfera do fogo também possui movimento circular, assim como o ar, e consequentemente não é necessário postular a existência de um quinto elemento

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Interpretação de Filopono acerca da teoria aristotélica da matéria

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Interpretação de Filopono acerca da teoria aristotélica da matéria

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A matéria é divida em 3 níveis:

Primeiro Substrato: É a matéria prima, o sujeito mais fundamental das propriedades de um corpo, desprovido de forma, corpo ou figura e até mesmo de dimensões.

Segundo Substrato: Corresponde a imposição das três dimensões sobre a matéria prima.

Terceiro Substrato: A matéria é quantificada e recebe as qualidades, correspondendo aos elementos.

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Corpo é uma substância; quantidade (poson) é uma
propriedade da substância, tal que extensão tridimensional é uma propriedade da subs-
tância. Mas, se corpo é uma substância, então a extensão tridimensional é uma proprie-
dade do corpo. (FILOPONO, in Physica 561,5-10).

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Matéria para Jabir ibn Hayyan (~721 d.C.)

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Matéria para Jabir ibn Hayyan (~721 d.C.)

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Para o alquimista Jabir ibn Hayyan (nascido no atual Irã), todos os corpos eram constituídos de dois princípios: enxofre e mercúrio.

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Entretanto, o pensamento atomístico voltou a ganhar força no século XV com a redescoberta da obra de Lucrécio, De Rerum Natura. Tal redescoberta foi importante para a constituição do pensamento mecanicista. Baseado na ideia de que o universo funciona como uma máquina criada por um "Deus", ou algo superior, e os átomos eram engrenagens que permitiam o funcionamento desta máquina.

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Constituição da Matéria para Paracelso (1493 d.C.)

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Constituição da Matéria para Paracelso (1493 d.C.)

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O filósofo natural Paracelso defendia que os corpos eram constituídos  de três princípios distintos: o enxofre, o mercúrio e o sal.

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Galileu acreditava na hipótese atomista

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E porventura enquanto a fragmentação e o atrito permanecem e se limitam a mínimos quantificáveis, seu movimento é temporal e sua operação somente calorífica; em seguida, ao chegar à última e à mais elevada solução em átomos realmente indivisíveis, cria-se a luz, de movimento ou talvez, digamos, expansão e difusão instantâneas, e potente devido à sua, não sei se devo dizer, sutileza, raridade, imaterialidade, ou então outra condição diversa de todas essas e não nomeada, capaz de preencher espaços imensos.

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No livro "Princípios Matemáticos da filosofia Natural", Newton escreve:

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No livro "Princípios Matemáticos da filosofia Natural", Newton escreve:

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Definição 1: A quantidade de matéria é a medida da mesma, oriunda conjuntamente da sua densidade e grandeza

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I. Newton também acreditava na corpuscularidade da luz

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Propõe a ideia da Mônada

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Os Princípios da Filosofia Ditos a Monadologia

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Os Princípios da Filosofia Ditos a Monadologia

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1. A Mônada, da qual vamos falar aqui, não é senão uma substância simples, que entra nos compostos. Simples, quer dizer, sem partes.
2. É necessário que haja substâncias simples, visto que há compostos; pois o composto outra coisa não é que um amontoado ou aggregatum dos simples.
3. Ora, onde não há partes, não há extensão, nem figura, nem divisibilidade possíveis. E tais Mônadas são os verdadeiros Átomos da Natureza e, em uma palavra, os Elementos das coisas.

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John Dalton foi o responsável por inserir a ideia do átomo na química, com a hipótese de que os átomos seriam as unidades mínimas de matéria . Contudo, tal ideia era recebida com receios por dois motivos. Primeiro: devido a possível utilidade do atomismo na resolução de problemas científicos. Segundo: sobre a sua real existência.

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Ainda, vale salientar que o conflito com essa teoria era justificada pelo caráter científico da tradição filosófica experimental como principal meio de obter conhecimento. E pela impossibilidade de se experimentar, era vista como uma questão metafísica.

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Também tinham pessoas cujo pensamento eram céticas acerca dessa ideia, como o químico Louis Gay-Lussac. Ele não acreditava que o uso de átomos poderia ser útil para a química.
Ceticismo semelhante era compartilhado por outros como os químicos Jean-Baptiste Dumas e Marcellin Berthelot.

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Se a ideia de átomos era algo não aceito e controverso, em partes. Como a lei de combinação química era interpretada?
Bem, a resposta é a noção de pesos equivalentes.

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Tal ideia surgiu no século XVII, decorrente dos estudos estequiométricos. Os pesos equivalentes correspondiam às massas relativas de combinação das substâncias nas
reações químicas.

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Para as pessoas que tinham essa ideia, o conceito de energia era suficiente para abordar os fenômenos químicos e substituir a ideia atômica, como afirma Wilhelm Ostwald.

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O que nós chamamos de matéria é apenas um complexo de energias que encontramos juntas em um mesmo lugar. Nós estamos ainda perfeitamente livres, se nós quisermos, para supor que ou a energia preenche o espaço homogeneamente, ou de uma forma periódica ou granulada. A última hipótese pode ser um substituto à hipótese atômica. A decisão entre essas possibilidades é uma questão puramente experimental (OSTWALD, 1904, p.
520).

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No entanto, em 1909 o maior defensor do energetismo foi convencido quanto a utilidade da teoria atômica, após as investigações de Joseph Thomson sobre raios catódicos

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Sintome agora convencido de que, recentemente, entramos em posse de provas experimentais da natureza descontínua ou granulada da matéria (…)
O isolamento e a contagem de íons gasosos que por um lado, coroaram de êxito as longas e brilhantes pesquisas de J.J. Thomson, e, por outro, a concordância do movimento browniano com os requisitos da hipótese cinética, estabelecida por muitos investigadores e, de maneira mais
conclusiva, por J. Perrin, justificaram que o mais cauteloso dos cientistas fale agora em comprovação experimental da natureza atômica da matéria
(OSTWALD, 1909; apud HIEBERT, 2007; p.2084).

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Devido a sua formação matemática e os estudos com o Principia e o Ótica, ambos de Isaac Newton, parecem terem tido uma grande influência nas suas interpretações naturais acerca da teoria atômica.
O átomo para Dalton era um corpúsculo esférico de tamanho variável que era envolvida por uma "atmosfera" chamada de calórico, que era responsável pela atração e repulsão entre os elementos.

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Representação de Moléculas feitas por Dalton

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Representação de Moléculas feitas por Dalton

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Representação de Moléculas Gasosas feitas por Dalton

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Representação de Moléculas Gasosas feitas por Dalton

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Tal modelo dava conta de explicar, em sua época, os questionamentos que Dalton e outros cientistas tinham sobre o comportamento dos gases, fenômenos meteorológicos, bem com a composição da atmosfera. Porém, essa proposta perdurou por vários anos até que os primeiros sinais de que essa teoria chegara a um limite.

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Thomson foi um físico experimental que esteve a frente do laboratório de Cavendish, sendo o responsável pela fama mundial deste.

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Influenciado pelas leituras de M. Faraday, Thomson elaborou seu modelo atômico baseado em girostatos. Tal modelo era formado por anéis coplanares de corpúsculos dentro de uma esfera de carga positiva e uniforme.

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O átomo para Jeans era uma porção de cargas -e e +e, as quais estavam em equilíbrio. Essas cargas estariam, mutuamente, se repelindo e atraindo seguindo a lei do inverso do quadrado da distância. Esse átomo, denominado, átomo "ideal" de Jeans dava conta, em partes, de explicar, por exemplo, o Efeito Zeeman.
No entanto, não ganhou muito destaque, pois 3 anos depois Thomson desenvolveu sua proposta atômica que deu conta de explicar o efeito Zeeman.

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Foi um físico japonês formado em Tóquio, na época da restauração de Meiji. Após os termino de seu mestrado, Nagaoka foi estudar na Europa onde fez vários contatos, inclusive com Rutherford quando visitou o laboratório de Cavendish.

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Seu modelo atômico foi construído baseado nos cálculos de Maxwell dos anéis de Saturno e os adaptando a escala atômica.
Em seu modelo, Nagaoka colocou um centro grande e carregado envolvido anéis formados por corpúsculos que goravam a uma velocidade constante ao redor desse centro carregado. Porém, seu modelo possuía dois percalços bastante grandes, um com base na estabilidade de todo o sistema, que deveria fazer com que o tamanho e a energia desse centro fosse muito mais fortes que as cargas que as cargas opostas. Segundo que a velocidade angular deveria ser muito grande, com os valores de acordo com a física clássica.

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Seu modelo atômico era bastante similar ao de Thomson, mas com a diferença que a variação de elétrons em seu modelo tendia ao infinito. Também tinha uma semelhança com o modelo de Jeans, mas diferia na forma de arranjo das diferentes cargas na estrutura atômica.

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Em sua proposta para um modelo Schott levou em consideração que todos os elétrons se moviam em círculos com velocidade uniformes. Recordando que o problema de Jeans era a alta velocidade para um raio de giro muito pequeno. Para elucidar isso, Schott propôs que o elétron se expandia e que internamente resistia a essa expansão. Isso tudo, considerando o elétron com uma forma esférica que está sujeita a uma constante pressão em toda sua superfície, que seria parte de uma natureza do éter que cerca o elétron.

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Físico que dedicou sua vida ao estudo dos fenômenos radioativos, partículas radioativas e seu espalhamento mediante o bombardeamento destas em laminas metálicas.

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Rutherford em parceria com Geiger, Marsden e Royds fizeram experimentos com bombardeamento de partículas alpha em laminas de diversos materiais, enquanto Royds trabalhou com o  bombardeamento de partículas beta nos mesmos materiais.
De posse dos dados colhidos por Geiger, Rutherford tentou elucidar uma hipótese para o que havia ocorrido (nos dados de Geiger), a qual utilizou o modelo de Thomson para tentar explicar. No entanto, o modelo de Thomson se mostrou inconsistente com os ângulos de deflexão das partículas alpha.

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Nesse sentido, Rutherford levou em conta que o átomo teria uma região central e periférica. Logo, Rutherford defendia que o átomo teria um centro de cargas concentrada rodeada por uma distribuição esférica e uniforme de cargas opostas.

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Astroquímico e estudioso de física de partículas também atuou no laboratório de Cavendish e posteriormente em Oxford, estudando os espectros da coroa solar.

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Supôs um núcleo maciço e elétrons dispostos em órbitas. Tendo como inspiração o modelo de Thomson e, possivelmente, de Nagaoka. E não de Rutherford.
Nicholson foi o primeiro a usar este modelo, com sucesso, para prever linhas espectrais de corpos celestes.
Seu modelo de átomo leva em conta quatro substâncias para a formação. Estas sendo:

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1 - Coronium: átomo com um anel com dois elétrons girando ao redor de um núcleo positivo.
2 - Hidrogênio: átomo com um centro e um anel com três elétrons girando ao seu redor.
3 - Nebulium: átomo contendo um único anel com quatro elétrons girando ao redor de um núcleo positivo.
4 - Protofluorine: átomo com um único anel com cinco elétrons girando ao redor de um núcleo positivo.

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A união destas quatro substâncias desenvolveria todos os elementos conhecidos.

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Bohr desde o mestrado e doutorado desenvolvia estudos sobre o elétron. Desde quando acabou seu doutorado, Bohr já estava convencido que era necessário uma ruptura da física clássica. Após ser recusado por Thomson, Bohr foi trabalhar com Rutherford nas pesquisas de partícula alpha.

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Inspirado pelo modelo de Rutherford e Nicholson, que o ajudou a empregabilidade de cálculos mesmo seguindo um caminho diferente. Com base em seu modelo, assim como no de Rutherford, o átomo possui um núcleo pequeno e positivo que concentra toda a massa do átomo, e ao seu redor, há um número de elétrons realizando movimentos circulares.

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Com base nessa estrutura, Bohr estabeleceu as emisões em séries de espectros fossem em decorrência da mudança de elétrons para camadas mais externas ou mais internas.