The uncertain location of electrons - George Zaidan and Charles Morton

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Isabel Vaz Belchior

You probably know that all stuff is made up of atoms

Provavelmente sabem que toda a matéria é feita de átomos

and that an atom

e que um átomo é uma partícula muito, muito minúscula.

is a really, really, really, really tiny particle.

Every atom has a core,

Cada átomo tem um núcleo,

which is made up of at least one

que é composto por, pelo menos, uma partícula de carga positiva

positively charged particle

called a proton,

chamada protão,

and in most cases,

e, na maior parte dos casos,

some number of neutral particles called neutrons.

um certo número de partículas neutras, chamadas neutrões.

That core is surrounded

by negatively charged particles called electrons.

Esse núcleo está rodeado

de partículas de carga negativa, chamadas eletrões.

The identity of an atom is determined

A identidade de um átomo é determinada apenas

only by the number of protons in its nucleus.

pelo número de protões do seu núcleo.

Hydrogen is hydrogen because it has just one proton,

O hidrogénio é hidrogénio porque tem só um protão,

carbon is carbon because it has six,

o carbono é carbono porque tem seis,

gold is gold because it has 79,

o ouro é ouro porque tem 79,

and so on.

e, assim sucessivamente.

Indulge me in a momentary tangent.

Permitam-me uma diversão momentânea.

How do we know about atomic structure?

Como conhecemos a estrutura atómica?

We can't see protons, neutrons, or electrons.

Não vemos os protões, os neutrões nem os eletrões.

So, we do a bunch of experiments

Assim, fazemos uma série de experiências

and develop a model for what we think is there.

e desenvolvemos um modelo para o que pensamos que há ali.

Then we do some more experiments

Depois, fazemos mais experiências

and see if they agree with the model.

e vemos se estão de acordo com o modelo.

If they do, great.

If they don't, it might be time for a new model.

Se assim for, ótimo.

Se não, é altura de fazer outro modelo.

We've had lots of very different models for atoms

Tivemos muitos modelos diferentes para os átomos

since Democritus in 400 BC,

desde Demócrito, em 400 a.C.,

and there will almost certainly

e certamente, aparecerão muitos mais.

be many more to come.

Okay, tangent over.

Ok, fim do aparte.

The cores of atoms tend to stick together,

Os núcleos dos átomos tendem a unir-se

but electrons are free to move,

mas os eletrões têm liberdade de movimento,

and this is why chemists love electrons.

e é por isso que os químicos adoram os eletrões.

If we could marry them,

Se pudéssemos casar com eles, talvez o fizéssemos.

we probably would.

But electrons are weird.

Mas os eletrões são estranhos.

They appear to behave either as particles,

Ora parecem comportar-se como partículas,

like little baseballs,

como pequenas bolas de basebol,

or as waves, like water waves,

ora como ondas, como ondas de água,

depending on the experiment that we perform.

consoante a experiência que realizarmos.

One of the weirdest things about electrons

Uma das coisas mais estranhas nos eletrões

is that we can't exactly say where they are.

é que não conseguimos dizer ao certo onde estão.

It's not that we don't have the equipment,

Não é por não termos equipamento,

it's that this uncertainty

é que esta incerteza faz parte do nosso modelo do eletrão.

is part of our model of the electron.

So, we can't pinpoint them, fine.

Não podemos localizá-lo, tudo bem.

But we can say there's a certain probability

Mas podemos dizer que há uma certa probabilidade

of finding an electron in a given space

de encontrar um eletrão num determinado espaço

around the nucleus.

em volta do núcleo.

And that means that we can ask the following question:

Isso significa que podemos fazer a seguinte pergunta:

If we drew a shape around the nucleus

Se desenhássemos uma forma em volta do núcleo

such that we would be 95% sure

de modo a termos 95% de certeza

of finding a given electron within that shape,

de encontrar um determinado eletrão dentro dessa forma,

what would it look like?

qual seria o seu aspeto?

Here are a few of these shapes.

Estas são algumas dessas formas.

Chemists call them orbitals,

Os químicos chamam-lhes orbitais

and what each one looks like

e o aspeto de cada uma delas

depends on, among other things,

depende, entre outras coisas,

how much energy it has.

da quantidade de energia que têm.

The more energy an orbital has,

Quanto mais energia tem uma orbital

the farther most of its density is

mais longe do núcleo está a sua densidade.

from the nucleus.

By they way, why did we pick 95%

A propósito, porque é que escolhemos 95% em vez de 100%?

and not 100%?

Well, that's another quirk

Essa é outra peculiaridade do nosso modelo do eletrão.

of our model of the electron.

Past a certain distance from the nucleus,

A partir de uma certa distância do núcleo

the probability of finding an electron

a probabilidade de encontrar um eletrão

starts to decrease

começa a diminuir, mais ou menos exponencialmente,

more or less exponentially,

which means that while it will approach zero,

o que significa que, embora se vá aproximando de zero,

it'll never actually hit zero.

nunca chegará a zero.

So, in every atom,

Portanto, em cada átomo

there is some small, but non-zero, probability

há uma probabilidade pequena, mas diferente de zero,

that for a very, very short period of time,

de, por um período de tempo muito curto,

one of its electrons

um dos seus eletrões

is at the other end of the known universe.

estar do outro lado do universo conhecido.

But mostly electrons stay close to their nucleus

Mas a maior parte dos eletrões permanecem perto do seu núcleo

as clouds of negative charged density

como nuvens de densidade de carga negativa

that shift and move with time.

que mudam e se movimentam ao longo do tempo.

How electrons from one atom

A forma como os eletrões de um átomo

interact with electrons from another

interagem com os eletrões de outro

determines almost everything.

determina quase tudo.

Atoms can give up their electrons,

Os átomos podem ceder os seus eletrões,

surrendering them to other atoms,

entregando-os a outros átomos

or they can share electrons.

ou podem partilhar eletrões.

And the dynamics of this social network

A dinâmica desta rede social

are what make chemistry interesting.

é o que torna interessante a química.

From plain old rocks

Das vulgares rochas antigas

to the beautiful complexity of life,

à bela complexidade da vida,

the nature of everything we see,

a natureza de tudo o que vemos,

hear,

ouvimos, cheiramos, saboreamos, tocamos e sentimos

smell, taste, touch, and even feel

is determined at the atomic level.

é determinada a nível atómico.