Diferencia entre el modelo de Dalton y el de Thomson
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¿En qué consistíó el experimento de Thompson?
Thompson diseño un experimento con la finalidad de determinar la relación q/m mediante la aplicación de campos eléctricos y magnéticos.
Thompson fijo valores de campo eléctrico y determino los valores de campo magnético que hacen que los rayos catódicos finalicen en el mismo punto en que lo harían sin la intervención de los campos
Thomson concluyo que:
Los rayos catódicos no son iones de los gases enrarecidos sino que deben ser fragmentos de los átomos
No son un fragmento cualquiera sino un fragmento que es el mismo para todos los átomos. Es decir, forma parte de todos los átomos y se le denomino electrón
El estudio de la relación q/m de los rayos canales revelo que su valor dependía de la naturaleza del gas utilizado, por lo que se concluyo que se trataba de iones del gas enrarecido
Conclusiones de los experimentos
La materia tiene una naturaleza eléctrica
-La corriente eléctrica es el movimiento de partículas cargadas
El átomo no es indivisible, sino que está formado por partículas cargadas de electricidad
Modelo de átomo de Thompson
La carga del electrón es negativa y la del protón positiva, pero son iguales en valor absoluto
Electrones y protones se mantienen unidos por la atracción eléctrica
El numero de protones y electrones es igual, excepción caso de los iones
¿En qué consistíó el experimento de Rutherford?
Consistíó en tomar α, y pasarlo a través de placas de acero cargadas negativamente, luego se coloca una lamina de oro (el cual es un metal poco reactivo y pesado), esperando así que las partículas alfa (α) que son grandes, no logren atravesar la lamina de oro.Para ello se coloca una lamina fluorescente (con rayos β) entonces se aprecia que cuando no está colocada la lamina de oro el punto O se ilumina. En cambio cuando se coloca la lamina de oro, se ilumina el punto O pero también se iluminan otros puntos pero con menor intensidad.
Resultados:
90% de las partículas atraviesan la lamina de oro son cambiar su trayectoria Una pequeña cantidad de rayos son desviados de su trayectoria Algunas partículas son desviadas de su trayectoria a ángulos iguales o mayores de 90°
Conclusiones
:
-Enla lamina de oro, aunque es solida, debe contener espacios vacíos por donde pasan los rayos α con suma facilidad.
- El hecho de que algunos rayos α son desviados o rebotados de la lámina de oro se debe a que es repelido por una fuerza eléctrica de igual signo.
Modelo de átomo de Rutherford
Rutherford propone un nuevo modelo de átomo que explica los hechos experimentales de la siguiente manera:
1.- El átomo consiste de una concentración de materia, denominada núcleo, formada por protones y neutrones. El núcleo contiene prácticamente toda la masa del átomo.
2.- A una distancia relativamente grande se encuentran los electrones girando alrededor del núcleo en orbitas circulares.
3.- Los electrones se mantienen en sus orbitas porque la fuerza de atracción eléctrica es compensada por la fuerza centrífuga que se genera por la rotación.
Criticas al átomo de Rutherford
A pesar del éxito aparente del modelo de Rutherford pronto surgieron críticas evidentes, la más notable: una carga eléctrica en movimiento acelerado emite radiación electromagnética, perdiendo energía.
En consecuencia, el electrón debe perder energía de giro y ser mas atraído por el núcleo, la trayectoria seria espiral y eventualmente el electrón se une al protón colapsando al núcleo
Criticas al átomo de Rutherford
A pesar del éxito aparente del modelo de Rutherford pronto surgieron críticas evidentes, la más notable: una carga eléctrica en movimiento acelerado emite radiación electromagnética, perdiendo energía. En consecuencia, el electrón debe perder energía de giro y ser mas atraído por el núcleo, la trayectoria seria espiral y eventualmente el electrón se une al protón colapsando al núcleo
Max Planck
Planck explicó la radiación de un cuerpo incandescente. Demostró que los átomos siempre están vibrando, el calor ocasiona que vibren más rápidamente (cuando un cuerpo está sometido a un incremento de velocidad emite luz) pero no son luces emitidas de manera constante.
Einstein
Einstein explicó el efecto fotoeléctrico.
Cuando dos placas metálicas se tienen en un tubo de vidrio al vacío,se les aplica una diferencia de potencial eléctrico (V) y se le hace incidir luz se genera una corriente eléctrica. Este efecto se conoce como foto-Electricidad ó efecto fotoeléctrico. Se caracteriza por: Hace falta una cierta frecuencia para que se inicie la generación de corriente eléctrica entre cátodo y ánodo.La intensidad del a luz incidente no modifica la energía de los electrones emitidos.La energía de los electrones emitidos aumenta con la frecuencia de la luz incidente.
Niels Borh
Premisas:
El átomo esta formado por un núcleo que concentra la masa del átomo y la carga positiva del mismo.-Los electrones, de carga negativa, se encuentran en orbitas circulares girando alrededor del núcleo -El electrón no pierde ni gana energía cuando esta en orbita .-Las orbitas están definida por la cuantificación del momento angular.-El electrón puede cambiar de orbita pero para ello requiere la absorción de una cantidad de energía igual a la diferencia de energía de las orbitas
Criticas al modelo de Borh
A pesar de que el modelo de átomo de Böhr explica perfectamente al átomo de Hidrógeno, no sucede lo mismo con los átomos polinucleares (con varios Protones, neutrones, y electrones). Las críticas al modelo son:
1.- Los átomos con mas de un electrón presentan espectros más complejos que los predichos por la teoría
2.- Hay transiciones que están prohibidas, i.E. No se producen a pesar de que teóricamente son posibles
3.- Los electrones no se pueden asignar a orbitas de trayectorias medibles en los términos tradicionales, hay la imposibilidad expresada por el principio de Incertidumbre de Heissemberg, i.E. El modelo no cumple con el principio.
Broglie
La materia se puede representar por ondas.
¿Cómo se llega a la conclusión de que el electrón es una partícula fundamental de la materia?
Thompson realizó experimentos en tubos al vacío a los que sometíó a gases en los cuales descargas de rayos catódicos fueron sometidos a efectos de campo eléctrico y magnético evidenciando electrones.
¿Cómo se evidencia que la materia tiene naturaleza eléctrica?
Los experimentos de descargas eléctricas en tubos de vidrio que contienen gases a bajas presiones permitieron descubrir la naturaleza material de la electricidad.
•La conducción eléctrica en soluciones de ácidos, bases y sales.
•Las leyes de Faraday sobre la electrólisis sugieren una relación estrecha entre Valencia y faradios, i.E, entre masa y electricidad. Idea reforzada por la experiencia de Benjamín Franklin en la que demostró la naturaleza eléctrica de los rayos.Se consideraba la electricidad como una manifestación del éter.
Los televisores inventados a mediados del siglo pasado se basan en el tubo de rayos catódicos, los que se modulan para producir las imágenes. ¿Emiten rayos X?
Si emiten rayos X, ya que, estos televisores poseían fluorescencia producida por los rayos catódicos, unas radiaciones originadas en la pared del tubo opuesto al cátodo los cuales se propagan en línea recta presentando fenómenos de difracción, refracción y reflexión atravesando esporas de sustancias opacas.
Se producen estos rayos X cuando los e de gran energía emitidas por el cátodo chocan contra el ánodo pasándoles energía cinética haciendo que los átomos del anticátodo salgan emitidas hacia afuera.
¿Como se relaciona el experimento realizado en clase con el tema de la estructura del átomo?
El disco de Newton se relaciona con la estructura del átomo porque ambos poseen distancia que separa dos cosas, en el disco, los colores y en el átomo, las órbitas del mismo. Ambos también describen órbitas circulares, en ambos se evidencian efectos fotoeléctricos.
EXPERIMENTO GOTA DE ACEITE
Fue el experimento realizado por Robert milikan y harvey fletcher en 1909 para medir la carga del electrón
El experimento implicaba equilibrar la fuerza gravitatoria hacia abajo con la flotabilidad hacia arriba y las fuerzas eléctricas en las minúsculas gotas de aceite
¿Cómo?
Se introducía un atomizador con aceite en una cámara, cuya base estaba formada por placas cargadas eléctricamente. Una placa con un pequeño agujero dividida en dos, la cámara en la parte de abajo poseería una carga negativa y la de arriba positiva. Entonces introdujo una fuente de rayos X que cuando se produce las armas negativas se unían a las gotas de aceite provocando que caigan más lento.