Provavelmente, você sabe que tudo que existe é formado por átomos
e que um átomo
é uma partícula extremamente minúscula.
Cada átomo possui um núcleo,
que é formado por pelo menos
uma partícula positivamente carregada,
chamada próton,
e, na maioria dos casos,
algumas partículas neutras, chamadas nêutrons.
Esse núcleo é rodeado
por partículas negativamente carregadas, chamadas elétrons.
A identidade de um átomo é determinada
apenas pelo número de prótons em seu núcleo.
O hidrogênio é hidrogênio porque possui apenas um próton,
o carbono é carbono porque possui 6,
o ouro é ouro porque possui 79,
e assim por diante.
Deixe-me fazer um parêntese.
Como é que conhecemos a estrutura do átomo?
Não podemos ver os prótons, os nêutrons ou os elétrons.
Então, fazemos um monte de experimentos
e desenvolvemos um modelo daquilo que achamos que está lá.
Depois, fazemos mais alguns experimentos
para ver se eles comprovam o modelo.
Se comprovarem, ótimo.
Se não, talvez seja necessário outro modelo.
Já tivemos vários modelos diferentes para os átomos
desde Demócrito, em 400 a.C.,
e é bem provável que haverá
muitos outros pela frente.
Certo. Parêntese encerrado.
As partículas do núcleo dos átomos tendem a ficarem unidas,
mas os elétrons se movimentam livremente,
e é por isso que os químicos adoram os elétrons.
Se pudéssemos casar com eles,
provavelmente o faríamos.
Mas os elétrons são estranhos.
Eles parecem se comportar tanto como partículas,
como pequenas bolas de beisebol,
ou como ondas, como ondas de água,
dependendo do experimento que realizamos.
Uma das coisas mais estranhas dos elétrons
é que não podemos precisar sua localização.
Não que não tenhamos os equipamentos necessários,
mas porque essa incerteza
faz parte do modelo que temos dos elétrons.
Então, não podemos localizá-los com precisão. Certo.
Mas podemos afirmar que há uma certa probabilidade
de encontrarmos um elétron em determinado lugar
em volta do núcleo.
E isso significa que podemos fazer a seguinte pergunta:
Se desenhássemos um contorno ao redor do núcleo,
de tal forma que tivéssemos 95% de certeza
de encontrar um elétron dentro desse espaço,
como seria esse contorno?
Eis alguns desses contornos.
Os químicos os chamam de órbitas
e o formato de cada uma delas
depende, entre outras coisas,
de quanta energia ela possui.
Quanto mais energia uma órbita tiver,
mais distante fica a sua densidade
do núcleo.
A propósito, por que escolhemos 95%
e não 100%?
Bem, essa é outra peculiaridade
do nosso modelo do elétron.
A determinada distância do núcleo,
a probabilidade de encontrar um elétron
começa a diminuir
meio que exponencialmente,
o que significa que, embora se aproxime de zero,
na verdade, jamais vai chegar a zero.
Então, em cada átomo,
há uma probabilidade pequena, mas não nula,
de que, por um período de tempo extremamente curto,
um de seus elétrons
esteja na outra extremidade do universo conhecido.
Mas, sobretudo, os elétrons permanecem próximos de seu núcleo
em forma de nuvens de densidade negativamente carregada
que se modificam e se movem com o tempo.
A forma como os elétrons de um átomo
interagem com os elétrons de outro
determina quase tudo.
Os átomos podem abrir mão de seus elétrons,
cedendo-os para outros átomos,
ou podem compartilhar elétrons.
E a dinâmica dessa rede social
é o que torna essa química interessante.
De simples rochas velhas
à bela complexidade da vida,
a natureza de tudo o que vemos,
ouvimos,
saboreamos,
cheiramos,
tocamos
e até sentimos
é determinada em nível atômico.