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Os modelos atómicos são teorias desenvolvidas por cientistas que tentam explicar o funcionamento da matéria e dos seus fenômenos. Todas baseiam-se na existência de uma partícula fundamental, o átomo. A interpretação do átomo vai evoluindo a cada modelo atómico, de acordo com os conhecimentos científicos da época.

Os modelos atómicos desenvolvidos foram: modelo atómico de Dalton, modelo atómico de Thomson, modelo atómico de Rutherford, modelo atómico de Bohr e modelo atómico de Schrödinger.

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O modelo atómico de Dalton foi a primeira teoria proposta para tentar explicar a construção da matéria e foi desenvolvida por John Dalton em 1808.

Este modelo supõe que o átomo é uma esfera maciça, homogênea, indivisível e indestrutível e, por isso, é também conhecido como modelo da “bola de bilhar".

Dalton determinou alguns princípios que explicavam a matéria e seus fenômenos, baseado na ideia de que o átomo é uma esfera indivisível:

A matéria é formada por pequenas partículas que não se dividem, os átomos.

Os átomos de um mesmo elemento químico são idênticos.

Os átomos de elementos químicos diferentes possuem propriedades físicas e químicas distintas.

Átomos não são criados ou destruídos.

Um elemento é definido pelo peso do seu átomo.

Ao formar substâncias, os átomos não se alteram.

Uma reação química ocorre mediante a simples reorganização dos átomos, os quais mantêm a sua identidade.

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O modelo atómico proposto por Joseph John Thomson, em 1898.

Thomson construiu uma nova teoria atómica, na qual defendeu a existência de cargas elétricas negativas presas a um núcleo, com carga elétrica positiva. Devido a essa estrutura, esse modelo atómico é conhecido como modelo do “pudim de passas”.

As considerações do modelo atómico de Thomson são:

O átomo é esférico e divisível.

O átomo é eletricamente neutro, possuindo a mesma quantidade de partículas negativas e positivas.

Os elétrões não estão presos no núcleo positivo, podendo ser transferidos a outros átomos, em determinadas condições.

As cargas elétricas negativas estão uniformemente distribuídas ao redor do núcleo positivo, por repulsão eletrostática.

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Ernest Rutherford propôs um novo modelo atômico em 1911, no qual afirma que o átomo é formado por uma região central de massa elevada e com caráter elétrico positivo. Em torno dele, há uma região de massa desprezível em que orbitam os elétrões (partículas de carga negativa).

Em razão dessa configuração, o átomo de Rutherford é comparado ao Sistema Solar, assumindo o núcleo como o Sol e os elétrões como os planetas, é conhecido como "modelo do sistema planetário".

Neste modelo, o átomo é formado por duas principais regiões: o núcleo e a eletrosfera. O núcleo é a região central do átomo. Apresenta alta massa e alta densidade por concentrar as partículas de carga elétrica positiva (protões) num pequeno volume.

A eletrosfera é a região em torno do núcleo onde estão presentes os eletrões. Como os elétrões são partículas minúsculas, assume-se que a eletrosfera é formada por extensos espaços vazios, por isso possui baixa densidade.

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O modelo atômico de Bohr, proposto por Niels Bohr em 1913, determina que a eletrosfera é formada por camadas de energia nas quais se distribuem os elétrões.

Niels Bohr conseguiu determinar que os elétrões ocupam camadas eletrónicas com valores pré-definidos de energia, de maneira que a energia do eletrão numa camada se mantenha constante ao longo de sua movimentação.

As camadas eletrónicas são mais energéticas conforme mais distantes do núcleo que se encontram. Os elétrões podem transitar entre as camadas apenas por meio da absorção ou liberação da diferença de energia existente entre duas camadas. Esse processo é conhecido como transição eletrônica.

O modelo atômico de Rutherford-Bohr é construído com base:

Os elétrões descrevem órbitas eletrónicas circulares ao redor do núcleo, em razão da atração eletrostática entre cargas elétricas de sinais opostos.

Essas órbitas são as camadas ou níveis eletrónicos.

As camadas eletrónicas possuem apenas valores de energia constantes e determinadas.

A movimentação dos elétrões numa camada eletrónica não envolve emissão ou absorção de energia de forma espontânea.

Os elétrões não ocupam regiões intermediárias entre as camadas.

Os elétrões apenas transitam para uma camada de maior energia ao absorver energia de uma fonte externa, situação em que ficam instáveis. Para retomar a estabilidade, os elétrões retornam ao seu nível inicial, liberando a energia absorvida sob a forma de luz ou calor. Esse conceito é conhecido como transição eletrónica.

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Dalton nasceu a 6 de setembro de 1766 em Eaglesfield e faleceu a 27 de julho de 1844 em Manchester.

Em 1781 transferiu-se para Kendal, onde lecionou em uma escola fundada por seu primo, George Bewley. Partiu para Manchester em 1783, onde se estabeleceu definitivamente.

Em Londres, ensinou matemática, física e química no New College. Pesquisador infatigável, devotou-se à meteorologia, para a qual contribuiu com numerosos trabalhos originais à física, à química, à gramática e à linguística. O seu nome, contudo, passou à história da ciência pela criação da primeira teoria atómica moderna e pela descoberta da anomalia da visão das cores, conhecida por daltonismo.

Em 1794, depois de haver procedido a numerosas observações sobre certas peculiaridades da visão, Dalton descreveu o fenômeno da cegueira congênita para as cores, que se verifica em alguns indivíduos. O próprio Dalton padecia desta anomalia.

Em 21 de outubro de 1803 Dalton apresentou à Literary and Philosophical Society (Sociedade Literária e Filosófica), de Manchester, uma memória intitulada "Absorção de gases pela água e outros líquidos", na qual estabeleceu os princípios básicos de sua famosa teoria atómica. As suas observações sobre o aumento da pressão dos gases com a elevação da temperatura e a descoberta de que todos os gases apresentam o mesmo coeficiente de expansão foram também verificadas, independentemente dele, por Gay-Lussac.

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O modelo atómico atualmente aceito é o modelo proposto por Schrödinger em 1926, que conta com a contribuição de outros cientistas e as suas descobertas.

Antes de Schrödinger propor a sua teoria para explicar o átomo, o físico Arnold Sommerfield fez uma relevante contribuição ao modelo atómico de Rutherford-Bohr, propondo que as órbitas eletrônicas não seriam circulares, mas sim elípticas.

Schrödinger concluiu que a eletrosfera não é formada por órbitas de trajetória determinada, mas sim por regiões que se assemelham a nuvens eletrônicas.

Com essa ideia, o modelo atómico de Schrödinger inseriu o conceito de orbital atómico, explicando ser uma região de alta probabilidade e de se encontrar elétrões e que é definida matematicamente por meio de uma equação matemática, conhecida como função de onda.

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Thomson nasceu dia 18 de dezembro de 1856 em Manchester e faleceu dia 30 de agosto de 1940 vem Cambridge.

Ele foi um físico britânico vencedor do Nobel de física creditado com a descoberta e identificação do elétrão, a primeira partícula subatómica a ser descrita.

Estudou engenharia no Owens Collage e mudou-se para o Trinity College em Cambridge. De 1884 a 1919 foi Professor Cavendish de física. Em 1890 casou com Rose Elisabeth Paget. Ele teve um filho, George Padget Thomson e uma filha, Joan Paget Thomson. O seu filho tornou-se um notável físico, recebendo o Prêmio Nobel por descobrir propriedades ondulatórias nos elétrons.

Pela descoberta dos elétões, J.J. Thomson recebeu o Nobel de Thomson de 1906. Foi nomeado cavaleiro em 1908. Em 1918 tornou-se mestre do Trinity College em Cambridge.

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Nasceu dia 30 de agosto de 1871 em Brightwater, Nova Zelândia e faleceu dia 19 de outubro de 1937 em Cambridge.

Rutherford foi um físico e químico que se tornou conhecido como o pai da física nucelar. Num trabalho no começo da sua carreira, descobriu o conceito de meia-vida radioativa, provou que a radioatividade causa a transmutação de um elemento químico noutro, e também distinguiu e nomeou as radiações alfa e beta. Foi premiado com o Nobel de química em 1908 pelas suas investigações sobre a desintegração dos elementos e a química das substâncias radioativas.

A sua contribuição foi, com certeza, para além da física e da química.

As suas proposições, experimentações e métodos sobre radioatividade trouxeram inúmeras ferramentas e esse advento da radioatividade auxiliou muito áreas como geologia, arqueologia e paleontologia por meio da possibilidade de estimar a idade de rochas, espécimes ou fósseis.

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Nasceu dia 7 de outubro de 1885 em Copenhague na Dinamarca e morreu dia 18 de novembro de 1962 em Copenhague.

Bohr foi um físico e filósofo dinamarquês que fez contribuições fundamentais para a compreensão da estrutura atómica e da mecânica quântica, pela qual recebeu o Prêmio Nobel da física em 1922.

Bohr fundou o Instituto de Física Teórica na Universidade de Copenhague hoje conhecido como Instituto Niels Bohr, que foi inaugurado em 1920. Bohr orientou e colaborou com vários físicos. Ele também previu a existência de um novo elemento semelhante ao zircónio, que recebeu o nome de háfnio (em homenagem à cidade de Hafnia, Copenhague em latim). Posteriormente, o elemento bóhrio foi nomeado em sua homenagem.

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Nasceu dia 12 de agosto de 1887 em Viana na Áustria e faleceu dia 4 de janeiro de 1961.

Ele foi um físico austríaco naturalizado irlandês ganhador do Prêmio Nobel. Em particular, ele é reconhecido por postular a equação de Schrodinger, uma equação que fornece uma maneira de calcular a função de onda de um sistema e como ela muda dinamicamente no tempo.

Além disso, ele escreveu muitos trabalhos sobre vários aspetos da física: mecânica estatística e termodinâmica, física dos dielétricos, teoria das cores, eletrodinâmica, relatividade geral e cosmologia, e fez várias tentativas de construir uma teoria de campo unificada.

Passando a maior parte de sua vida como académico com cargos em várias universidades, Schrödinger, juntamente com Paul Dirac, ganhou o Prêmio Nobel da Física em 1933 pelo seu trabalho sobre mecânica quântica, no mesmo ano em que deixou a Alemanha devido à sua oposição ao nazismo.