DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRÓN Y EL NÚCLEO EN LOS ÁTOMOS

 
 

¿QUÉ OCURRE CUANDO SE HACE EL VACÍO EN UN TUBO Y LUEGO SE HACE PASAR POR ÉL LA ELECTRICIDAD?

¿SE PUEDEN VER LAS PARTÍCULAS DE LA ELECTRICIDAD?

William Crookes y J.J.Thomson

CUANDO SE SOMETE UN GAS AL PASO DE LA ELECTRIDAD OCURREN DIFERENTES FENÓMENOS DEPENDIENDO DE LA PRESIÓN A LA QUE SE ENCUENTRE EL GAS. COMO LOS GASES SON MALOS CONDUCTORES DE LA ELECTRIDAD HACEN FALTA BAJAS PRESIONES Y GRANDES DIFERENCIAS DE POTENCIAL (MILES DE VOLTIOS) PARA REALIZAR EL EXPERIMENTO. A MEDIDA QUE SE BAJA LA PRESIÓN SE LLEGA A OBSERVAR QUE EL GAS EMPIEZA A EMITIR LUZ. SI LA PRESIÓN SE REDUCE TODAVÍA MÁS (MILÉSIMAS DE MILÍMETRO DE MERCURIO) LO ÚNICO QUE SE OBSERVA ES UNA FLUORESCENCIA PRODUCIDA POR UNA RADIACIÓN QUE SALE DEL POLO NEGATIVO (CÁTODO) Y VIAJA EN LÍNEA RECTA. SON LOS RAYOS CATÓDICOS.

LOS RAYOS CATÓDICOS FUERON DESCUBIERTOS POR WILLIAM CROOKES, PERO FUE J.J.THOMSON EL QUE DEMOSTRÓ SE VERDADERA NATURALEZA: ESTABAN FORMADOS POR UN CHORRO DE ELECTRONES (1897). PRIMERA PARTÍCULA SUBATÓMICA QUE SE DESCUBRIÓ

 

LAS PROPIEDADES DE LOS RAYOS CATÓDICOS SON LAS SIGUIENTES:

J.J.THOMSON SOLO PUDO MEDIR LA RELACIÓN ENTRE LA CARGA Y LA MASA DE LOS ELECTRONES. HUBO QUE ESPERAR HASTA 1909 PARA QUE MILLIKAN MIDIERA POR SEPARADO AMBOS PARÁMETROS (EXPERIMENTO DE LA GOTA DE ACEITE).

LA PRIMERA PARTÍCULA SUBATÓMICA DESCUBIERTA TENÍA UNA MASA 1862 VECES MÁS PEQUEÑA QUE LA DEL ÁTOMO DE HIDRÓGENO (EL ÁTOMO MÁS PEQUEÑO CONOCIDO).

masa electrón = 9,11·10-31 kg

carga electrón = 1,6·10-19 C

-Densidad

- Estados de agregación de la materia

-Clasificación de la materia

- Mezclas y sustancias puras

- Métodos de separación de mezclas

- ¿Qué es un elemento químico?

- Compuestos químicos

- Moléculas y redes cristalinas

 

EL NÚCLEO DE LOS ÁTOMOS

RUTHERFORD HABÍA CONTRIBUIDO AL CONOCIMIENTO DE LA RADIOACTIVIDAD. EN 1909 DESCUBRIÓ LA NATURALEZA DE LAS PARTÍCULAS ALFA. EN SU DIARIO ESCRIBÍA: "LA EVIDENCIA EXPERIMENTAL ... HA SUSTENTADO FIRMEMENTE EL PARECER DE QUE LA PARTÍCULA ALFA ES UN ÁTOMO DE HELIO CARGADO". EN 1910 Y 1911 LAS PARTÍCULAS ALFA FUERON UTILIZADAS POR GEIGER Y MARSDEN EN EXPERIMENTOS DE DISPERSIÓN. ESTOS FÍSICOS BOMBARDEABAN LÁMINAS DE ORO EXTRAFINAS (0,00004 cm de grosor) CON PARTÍCULAS ALFA PROCEDENTES DE UNA FUENTE RADIACTIVA. SU OBJETIVO ERA ESTUDIAR CÓMO SE DESVIABAN AL ATRAVESAR LA LÁMINA DE ORO.

LOS RESULTADOS DE GEIGER Y MARSDEN FUERON LLAMATIVOS. COMO PREDECÍA EL MODELO DE THOMSON, LA MAYOR PARTE DE LAS PARTÍCULAS ALFA ATRAVESABAN LA LÁMINA CASI SIN DESVIARSE (DESVIACIÓN MEDIA 0,87 GRADOS). SIN EMBARGO HABÍA PARTÍCULAS QUE SUFRÍAN GRANDES ESVIACIONES, INCLUSO MAYOR DE 90 GRADOS.

Geiger, Rutherford y Marsden

EN OPINIÓN DE RUTHERFORD, TALES DESVIACIONES DEBÍAN SER PRODUCIDAS POR EL NÚCLEO DE LOS ÁTOMOS DE ORO, ES DECIR POR UNA REGIÓN CENTRAL DEL ÁTOMO QUE CONTENDRÍA CASI TODA LA MASA Y TODA LA CARGA ELÉCTRICA POSITIVA.

AL PRINCIPIO, LA ACEPTACIÓN DEL NÚCLEO ATÓMICO FUE ESCASA FUERA DE MANCHESTER. LAS MEDIDAS DE GEIGER Y MARSDEN TENÍAN BASTANTE IMPRECISIÓN Y, ADEMÁS, UN ÁTOMO NUCLEAR NO ES ESTABLE SEGÚN LA FÍSICA CLÁSICA (ELECTROMAGNETISMO DE MAXWELL).

AQUÍ DISPONE DE UN VÍDEO QUE EXPLICA UNA VERSIÓN MODERNA DEL EXPERIMENTO DE GEIGER-MARSDEN

LA SIGUIENTE SIMULACIÓN DE PHET LE PERMITIRÁ REALIZAR ENSAYOS DE DISPERSIÓN

 

 

CARACTERÍSTICAS DEL NÚCLEO ATÓMICO

EL NÚCLEO ES MUY PEQUEÑO EN COMPARACIÓN CON EL ÁTOMO. SI COMPARAMOS EL ÁTOMO CON UN ESTADIO DE FÚTBOL, SU NÚCLEO SERÍA UNA CANICA COLOCADA EN EL CENTRO. EL ÁTOMO ESTÁ VACÍO.

ENTONCES, ¿POR QUÉ EL ÁTOMO APARENTA SER UNA BOLA MACIZA?.

IMAGINE UNA RUEDA DE BICICLETA EN REPOSO. SI LANZA UNA PEQUEÑA BOLA CONTRA ELLA LA ATRAVESARÁ SIN PROBLEMAS (A MENOS QUE CHOQUE CON UNO DE LOS RADIOS METÁLICOS QUE SOPORTAN LA LLANTA). IMAGINE AHORA QUE HACE GIRAR LA RUEDA A MUCHA, MUCHA, MUCHA VELOCIDAD. SI AHORA LANZA LA PEQUEÑA BOLA CONTRA LA RUEDA SEGURO QUE SALDRÁ REBOTADA COMO SI CHOCARA CONTRA UNA PARED. ESO ES LO QUE OCURRE EN EL ÁTOMO. LOS ELECTRONES SE DESPLAZAN A VELOCIDADES PRÓXIMAS A LA DE LA LUZ Y RODEAN EL NÚCLEO APARENTANDO UNA CUBIERTA SÓLIDA.

EN 1920 RUTHERFORD DEMOSTRÓ QUE EN EL NÚCLEO HAY PARTÍCULAS CON CARGA POSITIVA QUE DENOMINÓ PROTONES. EN 1932, CHADWICK DEMOSTRÓ LA EXISTENCIA DE LOS NEUTRONES.

 

Chemistry Libre Texts

Capítulo 1

Physical vs. Chemical Change

Classification of Matter

Mixtures and Compounds

Paper Chromatography of Ink

Phases of Water

Capítulo 2

Alpha, Beta, and Gamma Rays

Rutherford Experiment

Atomic Notation

Isotopes

Mass Spectrometer

Trabajando con CURSO DE INTRODUCCION EN QUIMICA GENERAL (Universidad Valladolid)

Nomenclatura

Estructura atómica

Propiedades periódicas

Estequiometría

Test

Trabajando con Alonsofórmula Formulación Química Inorgánica

Trabajando con Alonsofórmula Formulación Química Orgánica

Trabajando con 100ciaquimica

PHET (QUÍMICA GENERAL)

IOWA University (Simulations)

Delights of Chemistry

Educaplus

Libro del Web de Química del NIST

Laboratorio virtual ChemCollective

Mineralogy database

Phase Diagrams & Computational Thermodynamics

INICIACIÓN INTERACTIVA A LA MATERIA

CHEMISTRY POWERPOINTS

INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY

General Chemistry Demonstrations

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Practicando Quizes con General Chemistry Online

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Introductory Chemistry v.1 (cap 1)

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