Química Integral

100 anos com o núcleo atômico

Há um século, o físico neozelandês Ernest Rutherford anunciava que o átomo tem uma região central ultraminúscula que concentra toda sua carga elétrica positiva e quase toda sua massa. Conheça a história da descoberta dessa região, batizada de núcleo atômico, em artigo da CH.

Por: Odilon A. P. Tavares

O físico neozelandês Ernest Rutherford foi o responsável pela descoberta, há um século, do núcleo atômico. (imagem: reprodução)

Há exatos 100 anos, um dos maiores cientistas de todos os tempos, o físiconeozelandês Ernest Rutherford (1871−1937), faria um anúncio que mudaria para sempre os rumos da ciência: o átomo tem uma região central ultraminúscula, na qual está concentrada toda sua carga elétrica e praticamente toda sua massa. Esse caroçocentral foi batizado por ele de núcleo atômico.

As tecnologias decorrentes doconhecimentosobre o núcleoatômico vêm proporcionando à humanidade melhor saúde, conforto e bem-estar

O conhecimento sobre essa diminuta regiãode matéria e as tecnologias daí decorrentes vêm desde então proporcionando à humanidade melhor saúde, conforto e bem-estar.

Em 1898, Rutherford, então com 27 anos, aceitou o honroso cargo de Professor na Universidade McGill, em Montreal (Canadá),onde permaneceria por nove anos. Três anosantes, ele havia sido agraciado com uma bolsa de estudos e deslocou-se de Christchurch (Nova Zelândia), onde havia se formado no Canterbury College, para a Universidade de Cambridge (Inglaterra), onde trabalharia sob a tutela do físico inglês Joseph John Thomson (1856-1940), descobridor do elétron.

Aquele final de século era um período de grande entusiasmo científico, sobretudo paraos físicos e químicos, em função da descoberta de novos fenômenos.

O período canadense seria frutífero na carreira de Rutherford. Lá, ele dispunha de um laboratório bem equipado e um bom estoque de brometo de rádio, na época umcomposto raríssimo e, por isso, bastante caro. Um ano depois de sua chegada, descobriu um gás nobre, radioativo, que, mais tarde, recebeu o nome radônio.

Diagrama que mostra uma partícula alfa sendo ejetada do núcleo de um átomo. (foto: Wikimedia Commons)

Em Montreal, Rutherford conheceu oquímico inglês Frederick Soddy (1877-1956), que se tornou seu assistente e colaborador por anos. Juntos, em 1902, fariam uma descoberta importante: um elemento se transforma (ou se desintegra,ou decai) em outro, em decorrência da emissão espontânea de raios alfa ou beta. Essa é a chamada transmutação dos elementos radioativos.

Nessa época, Rutherford propôs a ‘árvore genealógica’ das famílias de dois elementos radioativos, o urânio e o tório. Concluiu ainda que as partículas alfa emitidas pelo rádio e o radônio tinham carga elétrica positiva, por causa dos desvios observados quando elas passavam por campos elétricos fortes. Nessa mesma ocasião, Soddy e oquímico escocês William Ramsey (1852-1916) observaram algo igualmente importante:o gás hélio era emitido por sais de rádio.

Contagem de alfas

Em 1907, agora na Universidade de Manchester (Inglaterra), Rutherford reuniu ao redor de si jovens talentosos que o assistiram em experimentos que confirmaram serem as partículas alfa corpúsculos de carga elétrica positiva. Com um desses assistentes, ofísico alemão Johannes Geiger (1882-1945), Rutherford desenvolveu um equipamentocapaz de contar partículas alfa individualizadas – conhecido mais tarde como contador Geiger.

Um método de contagem desenvolvido por Rutherford e Geiger tornou-se a ferramenta principal de trabalho nos experimentos de detecção de partículas alfa

Uma técnica alternativa para contagem de partículas alfa, entretanto, foi também aprimorada por Rutherford e Geiger, quandotomaram conhecimento, em 1908, por meiode uma carta do químico alemão Otto Hahn (1879-1968), com quem Rutherford havia trabalhado em Montreal, de que era possível visualizar sinais luminosos (cintilações) produzidos pelos raios alfa, quando estes atingiam uma tela revestida com uma camada de sulfeto de zinco (sal que tem a propriedade de luminescência).

Esse método de contagem por cintilaçãotornou-se a ferramenta principal de trabalhonos experimentos que envolviam detecção de partículas alfa.

No ano seguinte (1909), com a ajuda do físico inglês Thomas Royds (1884-1955), Rutherford identificou os raios alfa como sendo átomos do gás hélio que perderam seus dois elétrons. Portanto, íons de carga elétrica dupla e positiva.

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Odilon A. P. Tavares
Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (RJ)