Estabilidade dos átomos

Licenciatura Plena em Química (Universidade de Cruz Alta, 2004)
Mestrado em Química Inorgânica (Universidade Federal de Santa Maria, 2007)

Constituintes do núcleo do átomo e responsáveis por sua estabilidade, os nêutrons tornam-se essenciais à matéria em virtude de não apresentarem carga elétrica. Por muito tempo químicos teóricos questionaram-se a respeito da estabilidade do núcleo atômico para átomos “pesados”, isto é, que apresentam muitas partículas nucleares. A questão central é a carga positiva dos prótons, a qual faria com que os mesmos se repelissem mutuamente, o que acabaria por desintegrar o átomo. Mas não é isso o que acontece, uma vez que a matéria apresenta uma importante estabilidade atômica. Uma das teorias aceitas para tal explicação encontra-se nos nêutrons, partículas que, por não apresentarem propriedades elétricas, acabariam servindo como um isolante entre os prótons, dificultando (no caso de átomos pesados) ou mesmo impedindo (no caso de átomos leves) a sua aproximação e a consequente desintegração atômica.

Três pontos são fundamentais ao se estudar o núcleo do átomo e a sua constituição: a natureza das partículas que o constitui, a natureza das forças que mantém as suas partículas unidas e, propriamente, a estrutura nuclear. Sem nenhuma dúvida, a conhecida e muito difundida nos meios educacionais "experiência de Rutherford”, que viria a comprovar a existência do núcleo do átomo, dotada de carga elétrica positiva, marcou o inicio de uma era sem precedentes para a química e demais ciências, pois marcaria o empirismo científico como sua base. Entretanto, foi somente com a descoberta do nêutron, fato que ocorreu em 1932 por James Chadwick, que viríamos a estabelecer uma relativa compreensão sobre a constituição do núcleo do átomo, mesmo que uma década antes Rutherford já houvesse apontado para a possível existência de uma partícula constituinte do núcleo do átomo isenta de carga elétrica.

Historicamente, muitos eventos levaram à descoberta e à compreensão das propriedades do nêutron. Em 1930, Bothe e Becker constataram pela primeira vez que ao bombardear berílio com partículas alfa originadas na desintegração de elementos pesados, como o polônio, surgia uma espécie de radiação capaz de penetrar na matéria densa. Essa radiação não apresentava carga elétrica, e fora denominada de raios gama. Apenas um mais tarde, F. Joliot e sua esposa Irene Joliot-Curie, em verdade filha de Madame Curie, estudaram de modo mais afinco essas partículas, e chegaram a conclusões interessantes referentes ao seu poder de ionização e de penetração.

Chadwick viria a elucidar esse efeito: ao utilizar uma fonte de partículas alfa (emissor alfa puro), ele bombardeou uma folha de berílio que utilizou como alvo, analisando as radiações que provinham desse elemento. Para detectar tais “radiações”, ele utilizou uma câmara de ionização que foi adaptada a um sistema capaz de se deixar impregnar pelas mesmas, uma espécie de filme fotográfico. A constituição dessa radiação seria partículas de massa próxima à do próton, mas de comportamento elétrico neutro, as quais viriam a ser conhecidas como nêutrons.

Referências:
ATKINS, Peter; JONES, Loreta; Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, Porto Alegre: Bookman, 2001.

MAHAN, Bruce M.; MYERS, Rollie J.; Química: um curso universitário, Ed. Edgard Blucher LTDA, São Paulo/SP – 2002.

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