Estructura Electronica Del Atomo

Estructura Electrónica del Átomo

1.1 RAYOS CATODICOS:

En condiciones de potencial alto( aproximadamente 20 000 V) una corriente fluye a través de gases a baja presión (presión menor que 1 Pa o 0.01 torr), y emite un brillo característico de líneas espectrales que dependen de la naturaleza del gas. Sin embargo está luz desaparece a muy baja presión (0.01 Pa 0 10-4 torr), y Pluker (1859) lasdenomino en forma errónea como rayos catódicos.
Crookes (1859) opinó que bajo la influencia de un voltaje alto, las moléculas gaseosas neutras en un tubo de descarga se disocian en partículas pesadas de carga positiva y en partículas más ligeras de carga negativa. A presiones altas las partículas cargadas, que possen alta energía chocan con las moléculas gaseosas neutras disociándose estasúltimas en partículas cargadas, lo cual sucede a expensas de su propia energía cinética. Las partículas cargadas con carga opuesta liberan energía a través de un proceso de recombinación, una parte de la cual se emite como radiación visible. Estas radiaciones son características del gas que se encuentre presente. A presiones bajas, las partículas cargadas atraviesan toda la longitud del tubo de descargay chocan con los electrodos. En consecuencia, no se emite luz. En cambio cuando una partícula pesada de carga positiva, choca con el cátodo, se emiten de la superficie del cátodo partículas con carga negativa. Estas partículas fueron denominadas rayos catódicos y Perrin (1895) demostró la naturaleza negativa de su carga.
Posteriormente su contraparte es decir los rayos anódicos también fuerondescubiertos. Se ha encontrado que los rayos catódicos poseen las siguientes propiedades.
1) Salen en forma perpendicular a la superficie del cátodo y viajan en línea recta, lo cual se debe al campo eléctrico intenso que está presente cerca del cátodo.
2) Son desviados por los campos eléctrico y magnético , lo cual indica que estos rayos portan una carga. La dirección de la deflexiónindica que su carga es negativa.
3) Algunas sustancias (sulfuro de zinc o vidrio) se tornan fluorescentes cuando se colocan en el paso de los rayos catódicos; por ello se utilizan para detectar la presencia de estos rayos.
4) Los rayos catódicos delinean sombras de sólidos colocados en su trayectoria.
5) Poseen alta energía y son capaces de hacer girar una pequeña hélice al comunicar suenergía cinética de hélice.
6) La índole de los rayos catódicos es independiente del gas que se encuentra presente en el tubo de descarga.

1.2 EXPERIMENTO DE THOMSON:
Sir J.J. Thomson (1897) estudió en forma cuantitativa el efecto de los campos eléctrico y magnético sobre los rayos catódicos utilizando un tubo de rayos catódicos modificados, y determino la relación de carga erespecto a masa m para las partículas de los rayos catódicos. Se aplica un potencial alto entre el cátodo C y el ánodo A para obtener los rayos catódicos. La mayor parte de las partículas chocan con el ánodo, pero unas pocas pasan a través de las aberturas S1 y S2 , lo que da lugar a un flujo delgado de las partículas de los rayos catódicos, que golpea la pantalla G en el punto O. cuando se aplica unpotencial V a través de las placas paralelas pp´, separadas por una distancia d, los rayos catódicos se desvían y chocan con la pantalla en O´. La fuerza eléctrica Felec en la partícula de rayo catódico debida a la fuerza del campo eléctrico E(= V/d) se da por:
Felec = E ° e = V e/d (1.1)
Donde e es la carga de la partícula. Si la masa de la partícula es m, esta fuerza producirá en lapartícula una aceleración a dada por la segunda ley de Newton
Felec = ma = m (d2yƖdt2) (1.2)
Donde y es el desplazamiento producido en el tiempo t, durante el cual la partícula esta bajo la influencia del campo eléctrico. Si la velocidad de la partícula en el plano horizontal es u y la longitud de las placas pp´es Ɩ
t = Ɩ / u
y el desplazamiento y puede darse...