Existem várias maneiras de provar que o volume de um átomo é principalmente um espaço vazio. Aqui estão alguns:
1. Experiência de dispersão de Rutherford: - Em 1911, Ernest Rutherford realizou um experimento com folha de ouro, onde bombardeou uma fina folha de ouro com partículas alfa (núcleos de hélio).
- A maioria das partículas alfa passou através da folha sem quaisquer deflexões significativas, indicando que a maior parte do volume do átomo é espaço vazio.
- Um pequeno número de partículas alfa foi desviado em grandes ângulos, indicando que a carga positiva e a massa do átomo estão concentradas num núcleo muito pequeno e denso.
2. Cálculos baseados na estrutura atômica: - O núcleo atômico, que contém prótons e nêutrons, é incrivelmente pequeno comparado ao tamanho total do átomo.
- O raio do núcleo é da ordem dos femtômetros (10^-15 metros), enquanto o raio do átomo é da ordem dos angstroms (10^-10 metros).
- A grande maioria do volume do átomo é, portanto, ocupada pela nuvem eletrônica, que é uma região onde os elétrons se movem ao redor do núcleo.
3. Comparação de densidade de sólidos e átomos: - A densidade de um objeto é definida como massa por unidade de volume.
- A densidade da maioria dos sólidos é da ordem de gramas por centímetro cúbico (g/cm^3).
- No entanto, a densidade dos átomos é incrivelmente baixa, normalmente da ordem de 10^-24 g/cm^3. Esta enorme diferença na densidade indica que os átomos são, em sua maioria, espaços vazios.
4. Propriedades dos Gases: - Os gases apresentam propriedades como baixa densidade, alta compressibilidade e capacidade de fluir facilmente.
- Estas propriedades podem ser explicadas considerando que os átomos do gás estão relativamente distantes uns dos outros.
- O grande espaço vazio entre os átomos do gás permite que eles se movam livremente e ocupem um volume maior.
No geral, as várias evidências experimentais e cálculos teóricos indicam que o volume de um átomo é predominantemente espaço vazio, com a maior parte da massa do átomo concentrada no minúsculo núcleo atômico.
