Partículas subatômicas são partículas que apresentam tamanho inferior ao átomo. Tais partículas são as constituintes basilares da matéria, justamente por estarem dentro da estrutura atômica. As partículas subatômicas são divididas em compostas (quando formadas por partículas ainda menores) ou fundamentais (as quais não podem ser divididas em partículas menores).
Leia também: Evolução dos modelos atômicos
Tópicos deste artigo
Resumo sobre partículas subatômicas
- Partículas subatômicas são partículas que apresentam dimensão menor que o átomo.
- Elas são as constituintes básicas da matéria, uma vez que se localizam dentro do átomo.
- As principais partículas subatômicas são os prótons, os elétrons e os nêutrons.
- Os prótons possuem carga positiva, enquanto os elétrons são negativos. Já os nêutrons não possuem carga elétrica.
O que são partículas subatômicas?
Partículas subatômicas são partículas cuja dimensão é menor que a do átomo. Elas são as constituintes básicas da matéria, justamente porque se encontram dentro da estrutura atômica.
As partículas subatômicas podem ser divididas em elementares, as quais não podem ser divididas em partículas menores, e compostas, as quais possuem partículas ainda menores (elementares) na sua constituição.
- Principais partículas elementares: léptons (elétrons, neutrinos, múons, por exemplo) e quarks.
- Principais partículas compostas: hádrons, nos quais temos os bósons (mésons) e bárions (prótons e nêutrons), por exemplo.
Quais são as principais partículas subatômicas?
Ao longo do ensino médio, estuda-se o átomo e a sua estrutura básica. Nesse ponto, ficamos diante de três partículas subatômicas.
|
Partícula |
Classificação |
Símbolo |
Carga |
Massa (em kg) |
|
Próton |
Composta |
p |
+1 |
1,673 × 10−27 |
|
Elétron |
Fundamental |
e− |
−1 |
9,109 × 10−31 |
|
Nêutron |
Composta |
n |
0 |
1,675 × 10−27 |
Os prótons e os nêutrons estão localizados no núcleo atômico, enquanto os elétrons se localizam na região da eletrosfera. Os prótons e nêutrons possuem praticamente a mesma massa, que é cerca de 1836 vezes maior que a massa dos elétrons.
Em termos de carga elétrica, os prótons e os elétrons possuem a mesma dimensão de carga, mas de caráter oposto: os prótons são positivos, enquanto os elétrons são negativos. O elétron é uma partícula fundamental, enquanto os prótons e nêutrons são feitos de quarks (outras partículas fundamentais).
Quem descobriu as partículas subatômicas?
As partículas subatômicas foram descobertas em momentos distintos da história. A primeira partícula subatômica a ser detectada foi o elétron, por meio das observações de Joseph John Thomson.
À época de Thomson, os raios catódicos vinham sendo investigados por meio da ampola de Crookes. Tais raios consistiam em um feixe luminoso, o qual era gerado após a aplicação de uma corrente elétrica a um gás inserido na ampola, em condições rarefeitas (quase vácuo). Já se sabia que os raios catódicos trafegavam em linha reta e tinham caráter elétrico negativo, já que eram atraídos pelo polo positivo de ímãs. Além disso, percebeu-se que eles eram dotados de massa.
O que Thomson percebeu é que os raios catódicos possuíam sempre a mesma natureza, independentemente do gás usado. Um exemplo disso é que, mesmo variando a composição química do gás, a relação carga/massa dos raios catódicos é constante.
Isso fez com que Thomson chegasse à conclusão de que os raios catódicos eram formados sempre pela mesma partícula e, por meio da avaliação da sua massa (a qual era cerca de 1000 vezes menor que a do átomo de hidrogênio), essa partícula só poderia estar contida dentro do átomo. Tal partícula, de caráter negativo, foi nomeada como elétron.
Os experimentos de Rutherford, Geiger e Marsden que culminaram com a observação do núcleo atômico foram interrompidos pela eclosão da Primeira Guerra Mundial. Com o término da guerra, Rutherford pôde retornar aos seus estudos com partículas alfa, em Manchester, no final da década de 1910. Assim, desenvolveu um experimento que consistia no bombardeamento de átomos de nitrogênio por partículas alfa ou íons He2+ (que tem a mesma composição das partículas alfa).
A partir daí, Rutherford percebeu que partículas nucleares de alta energia oriundas do nitrogênio eram ejetadas. Essas partículas ejetadas apresentavam, segundo Rutherford, a mesma composição do núcleo do átomo de hidrogênio.
A primeira explicação dada foi que as partículas alfa eram capazes de penetrar, portanto, os núcleos de nitrogênio e, assim, expelir tais partículas de constituição idêntica a núcleos de hidrogênio. Assim, não demorou para Rutherford propor uma estrutura atômica em que núcleos de hidrogênio estivessem presentes, sendo, de certa forma, fundamental para a constituição atômica.
Posteriormente, ele chamou tais partículas de “prótons”, a partir da palavra grega proto, que significa “primeiro”, uma vez que ele acreditava (corretamente) que o próton seria a partícula primária do núcleo atômico. Experimentos posteriores, incentivados por Rutherford e realizados em câmaras de nuvens de Wilson, ajudaram a comprovar a descoberta do próton.
Os experimentos foram iniciados por Takeo Shimizu, que precisou voltar ao seu país, Japão, e posteriormente por Patrick Blackett. Por meio desses estudos, foi possível perceber que a partícula alfa, ao ser incorporada pelo átomo de nitrogênio, não só emitia um átomo de hidrogênio, mas também um novo isótopo de oxigênio: (17O).
Após a descoberta dos prótons, percebeu-se que o número de prótons era insuficiente para justificar a massa atômica. Sendo assim, já se especulava acerca de uma nova partícula presente no núcleo atômico.
O próprio Rutherford, ao estabelecer o núcleo atômico a partir dos prótons, chegou a propor a presença de uma partícula neutra, mas com massa, para justificar a existência dos isótopos. Concomitantemente, propôs-se a ideia de existirem “elétrons nucleares”, muito por conta da percepção das partículas beta, que eram partículas negativas expelidas do núcleo atômico. Porém, a ideia de elétrons nucleares foi encontrando grande resistência conforme a mecânica quântica foi avançando e, por isso, foi descartada.
Em 1931, os cientistas Walther Bothe e Herbert Becker, realizando o bombardeio de núcleos de berílio por partículas alfa oriundas do polônio, perceberam a produção de uma radiação altamente penetrante. Em 1932, James Chadwick, baseado nos experimentos de Bothe e Becker, publicou um artigo em que descreveu experimentos com essa radiação aguda, concluindo que esta consistia, na verdade, de uma partícula eletricamente neutra, com uma massa praticamente igual à do próton. Essa partícula neutra recebeu o nome de nêutron.
Pela descoberta do nêutron, Chadwick foi laureado com o Prêmio Nobel de Física de 1935.
Cálculo das partículas subatômicas
As partículas subatômicas podem ser determinadas por meio de algumas propriedades. A primeira delas é a carga nuclear, conhecida como número atômico (representado, popularmente, pela letra Z). O número atômico corresponde à quantidade de prótons no núcleo. Esse número, inclusive, é utilizado para distinguir os átomos em termos de elementos químicos (elementos químicos são um conjunto de átomos ou espécies atômicas com o mesmo número atômico).
Assim sendo, dizemos que:
Z = número de prótons
Ocorre que, por definição, um átomo é eletricamente neutro. Assim sendo, o número de prótons tem que ser igual ao número de elétrons, pois, assim, garantimos que a dimensão de cargas positivas é igual à de cargas negativas. Portanto, em um átomo:
número de prótons = número de elétrons
Vale dizer que o número de elétrons não pode ser usado para determinar o número atômico, pois, em processos químicos, átomos perdem ou ganham elétrons com relativa facilidade.
A determinação do número de nêutrons é feita pelo número de massa, representado pela letra A.
Em tese, o número de massa de um átomo depende de todas as suas partículas constituintes (prótons, elétrons e nêutrons). Entretanto, a massa dos elétrons é muito menor que as massas dos prótons e nêutrons, sendo, portanto, desprezada. Dessa forma, o número de massa é dado pelo somatório entre prótons (p) e nêutrons (n):
A = p + n
ou
A = Z + n
Leia também: Cálculo do número atômico e do número de massa
Exercícios resolvidos sobre partículas subatômicas
Questão 1. (USS – Univassouras – Medicina/2025) A castanha do Pará é um dos principais alimentos ricos em selênio, um estimulante do sistema imunológico.
O principal isótopo desse elemento presente na castanha é o 80Se.
A quantidade de nêutrons presente nesse isótopo é igual a:
- 35
- 46
- 58
- 67
Resposta: Letra B.
O selênio é um elemento cujo número atômico é igual a 34. Dessa forma, como o número de massa é igual a 80, pode-se calcular o número de nêutrons pela expressão:
A = Z + n
Substituindo-se os valores, temos:
80 = 34 + n
n = 80 – 34
n = 46
Questão 2. (Udesc – Tarde/2023.2) As investigações sobre a estrutura da matéria representam um importante marco na história da química, especialmente nos séculos XIX e XX, em que foi proposta a existência de várias partículas que podem ser encontradas em um átomo.
Sobre essas partículas, analise as proposições.
- Os prótons são partículas de carga positiva que estão localizadas no núcleo do átomo.
- Os elétrons são partículas de carga negativa que estão localizadas na eletrosfera.
- Os nêutrons são partículas sem carga elétrica e estão localizadas na eletrosfera.
- Os prótons possuem massa maior que a dos elétrons.
- Os nêutrons estão localizados no núcleo do átomo e possuem massa equivalente à massa dos elétrons.
- Os prótons e os elétrons são partículas que, embora possuam cargas opostas, estão localizados no núcleo atômico.
Assinale a alternativa correta.
- Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.
- Somente as afirmativas II, IV e V são verdadeiras.
- Somente as afirmativas V e VI são verdadeiras.
- Somente as afirmativas III e VI são verdadeiras.
- Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras.
Resposta: Letra E.
A afirmativa III está incorreta, pois os nêutrons, apesar de não terem carga elétrica, estão localizados no núcleo (e não na eletrosfera).
A afirmativa V está incorreta, pois os nêutrons possuem uma massa muito maior que a dos elétrons. A massa dos nêutrons, na verdade, é equivalente à dos prótons.
A afirmativa VI está incorreta, pois os elétrons não estão localizados no núcleo atômico, mas sim na eletrosfera. Os prótons, sim, estão no núcleo atômico, assim como os nêutrons.
Fontes
ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Príncípios de Química: Questionando a vida e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.
SUTTON, Christine. Subatomic particle. In: ENCYCLOPEDIA Britannica. [S. l.]: Encyclopædia Britannica, 22 abr. 2026. Disponível em:
MARQUES, Gil da Costa. 4: As partículas compostas. São Paulo: Instituto de Física da USP, [201-?]. (Estrutura da Matéria. e-Física: Ensino de Física Online). Disponível em:
CAMPBELL, John. Rutherford, transmutation and the proton. CERN Courier, Genebra, 8 maio 2019. Disponível em:
SUIT, Herman. Proton: The Particle. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics, [s. l.], v. 87, n. 3, p. 555-561, 2013. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2013.06.2033. Disponível em:
