Quimica Geral

1. Introdução

Em 1897, o inglês Joseph John Tompson anunciou que todo o tipo de matéria continha componentes muito leves que ele batizou de corpúsculos. Eram os elétrons. Acreditando que seriam estas as porções mínimas da matéria o mundo supôs que a física havia chegado ao seu ponto final. A primeira metade do século 20 traria novas surpresas, como a descoberta da antimatéria, partículas idênticas ao elétron e ao próton, porém com carga elétrica invertida.

(Líquidos e mudança de Estado, http://pt.shvoong.com/exact-sciences/physics/1907904-subpart%C3%ADculas-%C3%A1tomo/, 14 de outubro de 2012, 9h01min)

Atualmente todas as partículas que não se conseguiu prova que são constituídas por outras menores (partículas elementares) são divididas em dois grupos, os bósons e os férmions.

(http://fisicomaluco.com/wordpress/2008/03/31/o-que-sao-particulas-elementares/, 14 de outubro de 2012, 9h33min)

Esta ilustração contrasta como férmions e bósons ocupam níveis de uma energia. Bósons todos caem no estado de energia mais baixo, formando um Einstein Bose condensado. Os férmions, por outro lado, devem obedecer ao princípio de exclusão de Pauli, que proíbe duas partículas idênticas de ocupar o mesmo estado.

2. Objetivo

2.1. Objetivo Geral

Com o intuito de promover uma busca de informações e aumentar o conhecimento teórico, foi proposto pela professora Fabrícia uma pesquisa sobre as subpartículas da matéria.

2.2. Objetivo Específico

Pesquisar sobre as subpartículas da matéria; suas características, suas aplicações, seus comportamentos em diferentes situações e as variedades de curiosidades que elas apresentam.

3. Subpartículas da matéria

Todo conteúdo de partículas e subpartículas, matéria e energia, estava reunido exatamente no mesmo lugar do espaço. A primeira vez foi há 13,7 bilhões de anos. Na verdade, tudo estava na forma de energia – e misturado a todas as outras coisas que existem no Universo; condensados num amontoado absurdamente denso de energia. Tudo bem apertado, concentrado num espaço mínimo – esse foi o instante imediatamente após o big-bang. As primeiras partículas de matéria de que se tem notícia foram batizadas de quarks. No Universo atual, elas não existem soltas, porque outras partículas, chamadas de glúons, impedem que elas vivam sua vida independentemente.

(De onde viemos?, http://super.abril.com.br/ciencia/onde-viemos-447266.shtml, 14 de outubro de 2012, 11h48min)

Seguindo-se o raciocínio reducionista, esses minúsculos elementos ou "corpúsculos" estão na base de tudo o que existe no Universo, sendo então entendidos nas teorias associadas como estados específicos fundamentais da matéria e energia.

(Partícula Subatômica, http://artigos.tol.pro.br/portal/linguagem-pt/part%C3%ADcula%20subat%C3%B4mica, 14 de outubro de 2012, 13h32min)

Para entendermos melhor a divisão do átomo:

3.1. Férmions

Os férmions tem a característica de se afastar um do outro. A explicação para a má socialização do férmion é vista no ensino médio através do conhecido princípio da exclusão de Pauli, onde, dois férmions (os elétrons) não podem ocupar simultaneamente o mesmo estado quântico, eles evitam a companhia de um similar. (os similares se repelem).

Eventualmente os férmions podem se agrupar na forma de pares e assim, de certa forma, passam a comportar-se como bósons, nós conhecemos este fenômeno como “bosonização dos férmions”. Abaixo de uma dada temperatura os elétrons podem formar pares (pares de Cooper) e não resistir a uma dada corrente elétrica, sendo considerado (o material) como um supercondutor. Todas as partículas que possuem massa são férmions.

(O Grande Colisor de Hádrons (LHC), http://www.observatorio.ufmg.br/Pas96.htm, 14 de outubro de 2012, 11h18min)

3.1.2. Quarks

Quark, na física de partículas, é um dos dois elementos básicos que constituem a matéria (o outro é o lépton) e é a única, entre as partículas, que interage através de todas as quatro forças fundamentais (gravidade, eletromagnetismo, a força nuclear fraca, e a força forte). O quark é um férmion fundamental com carga hadrónica (coesão interna) ou cor. Não se observaram ainda quarks em estado livre. Segundo o Modelo Padrão, os quarks ocorrem em seis tipos na natureza: "top", "bottom", "charm", "strange", "up" e "down". Os dois últimos formam os prótons e nêutrons, enquanto os quatro primeiros são formados em hádrons instáveis em aceleradores de partículas.

3.1.2.1. Quarks up

O quark para acima (do inglês up) é um férmion de spin 1/2 e número bariônico 1/3. Ele pertence a primeira geração dos quarks com a carga de +(2/3)e, sendo o mais leve de todos os quarks, com a massa pura entre 1.5 e 4 MeV. De acordo com o modelo padrão das partículas físicas, este quarks juntamente com o para abaixo são os mais estáveis sendo o constituinte fundamental dos núcleons; o próton contem dois quarks para cima e um quark para abaixo, enquanto o nêutron contem um quark para cima e dois quarks para abaixo.

3.1.2.2. Quarks down

Designado de nucleon