Estabilidade dos átomos


A estabilidade dos átomos é uma das matérias mais temidas dentro da Química. A estabilidade de seus núcleos se dá por conta dos nêutrons, partículas atômicas sem carga elétrica identificadas em 1932 pelo inglês James Chadwick, e que fazem parte da composição de todos os átomos. Durante alguns anos, os cientistas de todo o mundo se questionavam sobre a estabilidade dos átomos conhecidos como “átomos pesados”, ou seja, os que possuem uma quantidade elevada de partículas dentro de seu núcleo. Isso porque, se acreditava que os prótons, cargas positivas de cada núcleo, se repelem e acabam fazendo com que esses átomos se desintegrem.

Estabilidade dos átomos

Atualmente já sabemos que este ponto não é verdade, já que qualquer matéria tem estabilidade atômica.

Como os nêutrons foram descobertos

A teoria mais aceita e disseminada pelos estudiosos a respeito da estabilidade dos átomos contraria a ideia de que os prótons se repelissem e desintegrassem o átomo, isso porque as teorias se baseiam em outra partícula, os nêutrons.

Os nêutrons não possuem nenhuma propriedade elétrica e, portanto, servem como uma espécie de isolante, que dificulta que os prótons se aproximem e acabem causando a integração atômica.

Para que isso fique claro, é preciso entender primeiro os pontos mais fundamentais da formação e núcleo dos átomos. Esses três pontos são estudados pela natureza de todas as partículas existentes, nas forças responsáveis por manter essas partículas unidas e também na estrutura nuclear desses átomos.

Rutheford realizou uma experiência que comprovou a existência do núcleo atômico e de sua carga eletricamente positiva, além de afirmar que poderia existir uma partícula nula nos núcleos. No entanto, somente em 1932 o nêutron foi descoberto e a composição dos centros atômicos começaram a ser compreendidos.

Em 1930, dois estudiosos decidiram bombardear com partículas alfas, originárias da desintegração de polônio o berílio. Com isso, perceberam que surgia o que chamaram de radiação, que tinha a capacidade de penetrar nas mátrias mais densas, mas que não apresentavam nenhuma carga elétrica. Essa radiação recebeu o nome de raios gama.

Foi apenas com o estudo de Irene Joliot-Curie e seu marido que essa radiação passou a ser mais profundamente estudada e concluindo que essas partículas continham um poder de penetração e ionização.

Chadwick passou então a tentar entender melhor o efeito descrito e usou uma fonte de alfa puro para bombardear uma folha de berílio. Para analisar as radiações e detectá-las de forma mais completa, o estudioso adaptou um sistema de câmara de ionização utilizando algo similar ao filme fotográfico. Ao conseguir detectar essas partículas, percebeu que elas tinham massa muito similar aos prótons, mas que tinham comportamentos elétricos neutros, diferentes dos prótons. A descoberta foi nomeada nêutrons.

Como acontece a estabilidade do átomo

Os átomos estáveis são aqueles que não trocam elétrons e que de encontram isolados nas condições ambientes, ou seja, não podem estar unidos a qualquer outro átomo. Nesses átomos, a camada de maior energia, também conhecida como a mais externa, fica completa, o que demonstra que sua camada de valência não realiza nenhuma troca de elétrons.

Alguns gazes nobres são conhecidos por possuírem átomos estáveis, como é o caso de:

  • Neônio
  • Hélio
  • Xenônio
  • Argônio
  • Radônio
  • Criptônio

De acordo com uma regra formulada por Lewis e Kossel, em 1916, a Regra do Octeto, foi possível denominar que os átomos ficam estáveis sempre quando sua última camada está com o número de elétrons completas. Mas é preciso lembrar que essa regra não pode ser aplicada em todos os átomos.

A nova interpretação da estabilidade dos átomos e seus núcleos

Os estudos na Química não param e um novo “número mágico” surgiu para elucidar melhor as interações existentes entre as partículas. Alguns pesquisadores decidiram colidir em alta velocidade os feixes de núcleos e acabaram por descobrir que o cálcio possui 34 nêutrons, o que mostra que as noções antigas dos números mágicos nem sempre pode ser levado como uma verdade incontestável.

Os cientistas sabem que cada núcleo de um átomo possui uma espécie de camada diferente para abrigar seus prótons, elétrons e nêutrons e que cada um desses “compartimentos” suporta um número máximo das partículas estipuladas a eles.

No entanto, o que sabemos hoje é que se o número de nêutrons for muito maior do que o de prótons, a versão de número mágico não se sustenta e os átomos não mantém a estabilidade que se espera. Como acontece com os isótopos, onde o número de nêutrons e prótons é o mesmo.

Por exemplo, para o isótopo do Magnésio, o “número mágico” diz que é necessário que se tenha 20 nêutrons, mas quando observado na natureza, o elemento com esse número de nêutrons é instável.

Com isso, os cientistas intensificaram as pesquisas e descobriram que em isótopos pesados, as camadas repletas de nêutrons se mostrou insuficiente para a teoria do número mágico e revelou que nem sempre os átomos estáveis se comportam como sugerem essas teorias.