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Teorías atómicas
Descubrimiento del electrón: los rayos catódicos son un tipo de radiación
que sale del cátodo (polo negativo) a través del tubo vacio hacia el polo
positivo.
Pantalla fosforescente
recubierta de sulfuro de
zinc
a) Los rayos catódicos son desviados por un campo eléctrico, similar a si
fueran partículas cargadas.
b) Los rayos catódicos son desviados por un campo magnético, la desviación
corresponde a la esperada para partículas de carga negativa.
c) Los rayos catódicos no se desvían, las fuerzas ejercidas por los dos campos
se contrarrestan.
En 1895 J.J Thomson estableció la relación de la masa y la carga para los
rayos catódicos y concluyó que son partículas de materia de carga negativa
que se encuentran en los átomos. Se les llamo electrones por George
Stoney en 1891
Robert Millikan determinó la carga de los electrones mediante una serie de
experimentos con gotas de aceite: los iones formados se unen a pequeñas
gotas de aceite, proporcionando una carga neta. La velocidad de caída de
una gota en el campo eléctrico aumenta o disminuye dependiendo de la
magnitud y el signo de la carga de la gota. Al analizar los resultados
encontró que la magnitud de la carga era -1.6022x10-19 C.
Como e/m era de -1.76x108 C/g entonces se calculó la masa del electrón en
9,10x10-28 g
Modelo de J.J . Thomson:
Los rayos catódicos y los posteriores descubrimientos:
1. En 1895 el físico alemán Wilhelm Roentgen observó que cuando los
tubos de rayos catódicos estaban funcionando e incidían sobre vidrio o
metales hacia que estos emitieran unos rayos desconocidos. Estos eran muy
energéticos porque atravesaban la materia, oscurecían las placas fotográficas,
producían fluorescencia en algunas sustancias y no tenia carga, se les llamó
rayos x.
Joseph John Thomson
Físico británico. estudió en la Universidad de Manchester y en el Trinity
College de Cambridge. Se graduó en matemáticas en 1880, ocupó la cátedra
Cavendish y, posteriormente, fue nombrado director del laboratorio de
Cavendish en la Universidad de Cambridge. Thomson investigó la naturaleza
de los rayos catódicos.
• En 1897 descubrió una nueva partícula y demostró que ésta era
aproximadamente mil veces más ligera que el hidrógeno. Esta partícula era
el electrón. Joseph John Thomson fue, por tanto, el primero que identificó
partículas subatómicas y dio importantes conclusiones sobre esas partículas
cargadas negativamente. Con el aparato que construyó obtuvo la relación
entre la carga eléctrica y la masa del electrón.
• Thomson examinó además los rayos positivos, estudiados anteriormente por
E. Goldstein, y en 1912 descubrió el modo de utilizarlos en la separación de
átomos de diferente masa. El objetivo se consiguió desviando los rayos
positivos en campos eléctricos y magnéticos, método que en la actualidad se
llama espectrometría de masas. Con esta técnica descubrió que el neón
posee dos isótopos, el neón-20 y el neón-22.
2. Posteriormente Antoine Becquerel estudio las propiedades fluorescentes
de las sustancias y encontró que algunos compuestos de uranio, oscurecían
las placas fotográficas cubiertas, incluso en ausencia de rayos catódicos, estos
rayos eran mas energéticos que los rayos x, no eran desviados por un campo
magnético y se emitían de manera espontánea. Se había descubierto la
radiactividad.
Ernest Rutherford: en 1899 identifico dos tipos de
radiaciones:
Partículas alfa: tienen dos unidades de carga
positiva y la misma masa de un átomos de helio
He+2
Partículas beta: son partículas con carga negativa,
producidas por transformaciones en el interior de
los átomos, tienen las mismas propiedades que los
electrones.
Paul Villard descubrió en 1900 los rayos gamma
es radiación electromagnética, de energía alta y
penetrante.
Modelo atómico de Rutherford
En 1910 Rutherford y su colega Hans Geiger impactaron laminas de oro con
partículas alfa, observaron que la mayoría de las partículas atravesaban la
lamina sin desviarse, otras se desviaban, y un pequeño porcentaje se
devolvían.
Planteamientos de Rutherford:
Las partículas del núcleo con carga
positiva son los protones, tienen la
misma carga de los electrones y su masa
es de 1.67262x10-24 g
Modelo de Rutherford
En 1932 James Chadwick bombardeo una lamina de berilio con partículas
alfa, el metal emitió una radiación de alta energía similar a los rayos gama,
posteriormente encontró que estaban formados por unas partículas que
llamó neutrones, sin carga, pero con una masa un poco mayor que los
protones.
Hidrogeno: masa atómica 1uma= 1proton
Helio: masa atómica 4uma = 2 protones 2 neutrones