lunes, 29 de octubre de 2012

Modelo atómico de Thomson

Modelo atómico de Thomson



J.J. Thomson
En el año 1910 existían varias evidencias experimentales que avalaban la existencia de electrones en los átomos como es la dispersión que sufrían los rayos X, el efecto fotoeléctrico,…Estos experimentos estimaron que la cantidad de electrones presentes en los átomos es de Z, equivalente aproximadamente a A/2 donde A es el peso atómico de los átomos.

También se sabía que los átomos son neutros. Luego si la carga del electrón es –e, la carga total negativa es –Ze, siendo la carga positiva de la misma magnitud. Como la masa de un electrón es muy pequeña comparada con el átomo, esto sugirió que la mayor parte de la masa está relacionada con la carga positiva.

Con estos resultados, J.J. Thomson propuso un modelo atómico que proponía que los electrones estaban incrustados en el interior de una esfera uniforme de carga eléctrica positiva. Estos electrones estarían distribuidos uniformemente debido a la repulsión mutua que sufrían entre ellos.  Por otro lado, en una situación estable, estos electrones se mantendrían en reposo. A este modelo se lo denominó “pastel de pasas”. Para llegar a esta conclusión realizó una serie de experimentos.

En el Primer Experimento de Thomson, el científico investigó si las cargas negativas de los rayos catódicos podrían ser separadas en un medio magnético. Para realizar este experimento, Thomson construyó un tubo de rayos catódicos en cuyos extremos colocó dos ranuras que a su vez fueron conectadas a un electrómetro. De esta forma comprobó que cuando los rayos son desviados magnéticamente, se registra poca carga. De este resultado, Thomson deduce que la carga negativa es inseparable de los rayos.


En el segundo experimento empleó otro tubo de rayos catódicos en el que logró un vacío casi completo. La intención era comprobar, si bajo la presencia de un campo eléctrico, los rayos catódicos podrían desviarse. Anteriores experimentadores no habían observado esto, pero Thomson creía que sus experimentos eran defectuosos porque contenían trazas de gas. Thomson construyó un tubo de rayos catódicos con un vacío casi perfecto, y con uno de los extremos recubierto con pintura fosforescente. Thomson descubrió que los rayos de hecho se podían doblar bajo la influencia de un campo eléctrico.



En su tercer experimento (1897), Thomson determinó la relación entre la carga y la masa de los rayos catódicos, al medir cuánto se desvían por un campo magnético y la cantidad de energía que llevan. Encontró que la relación carga/masa era más de un millar de veces superior a la del ion Hidrógeno, lo que sugiere que las partículas son muy livianas o muy cargadas.


Las conclusiones de Thomson fueron audaces: los rayos catódicos estaban hechos de partículas que llamó "corpúsculos", y estos corpúsculos procedían de dentro de los átomos de los electrodos, lo que significa que los átomos son, de hecho, divisibles. Thomson imaginó que el átomo se compone de estos corpúsculos en un mar lleno de carga positiva; a este modelo del átomo, atribuido a Thomson, se le llamó el modelo de pudin de pasas.

Midiendo las desviaciones de las partículas, Thomson demostró que la relación masa/carga era la misma para todas las partículas. También demostró que se pueden obtener partículas con esta misma relación q/m utilizando cualquier materialcomo cátodo, lo cual significa que estas partículas, ahora llamadas electrones, son un constituyente fundamental de toda la materia.



En 1906 fue galardonado con el Premio Nobel de Física por su trabajo sobre la conducción de la electricidad a través de los gases.










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6 comentarios:

  1. pero no entiendo por qué en los rayos catódicos la relación carga/masa es idéntica de unos gases a otros y en los rayos canales varía.
    ¿Me lo podrías aclarar, por favor?

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  2. Los rayos canales emplean iones, y estos poseen diferentes masas dependiendo del átmomo/isótopo del que procedan, por ello dependiendo del ion empleado obtendrás un resultado diferente.

    Un saludo!

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  3. pero si un ión está constituido por tres protones, tiene el triple de masa que el ión del hidrógeno, pero también el triple de carga: debería mantenerse la relación ¿no?
    Gracias por adelantado!!

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  4. No, porque la masa del núcleo es la suma de los protones más la de los neutrones. Por ejemplo, tenemos tres isótopos de hidrógeno:

    protio: 1 protón + 1 neutrón

    deuterio: 1 protón + 2 neutrones

    tritio: 1 protón + 3 neutrones

    Luego dependiendo del hidrógeno con el que nos encontremos tendremos una relación diferente masa/carga. La carga será la misma para ambos, pero sus masas son diferentes.


    Los isótopos son los átomos de un mismo elemento (igual número de protones y electrones) pero de diferente masa porque varía el número de neutrones.

    ¿Lo comprendes ahora? Si no es así sigue preguntando tus dudas.

    Un saludo!

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  5. ¡Ah, claro! ¡Me había olvidado por completo de los neutrones! Muchísimas gracias por todo.

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