Quimica

“ESTRUCTURA EXTRANUCLEAR DEL ÁTOMO”
Descubrimiento de las partículas fundamentales: Establecimiento de los primeros modelos atómicos de Thomson y de Rutherford.-
Análisis histórico:
* En 1895 se descubren los rayos catódicos, su nombre se debe a que son una radiación procedente del cátodo. La radiación se produce entre dos electrodos, por aplicación de varios miles de voltios, colocadosdentro de un tubo con un gas a una presión muy baja (100 Pa ó 0,001 atm). Un fenómeno inesperado de aplicación se produjo en 1895 con el descubrimiento de los rayos-X por W.C. Röntgen, que fue el primer galardonado con el premio Nobel de Física en 1901.
* En 1896 se descubre la radiactividad natural por A.H Becquerel, y el estudio de esta radiación por los esposos Pierre y Marie Curie, queles supuso el premio Nobel de Física a los tres en 1903. Con el fenómeno de la radiactividad natural se demostraba que todos los elementos químicos tienen algo en común. Así, los elementos químicos más pesados tienen las propiedades de la radiactividad α (partículas positivas), β (partículas negativas) y γ (radiación de muy alta energía).
* En 1897 J.J. Thomson trabajando con los rayos quesalían del cátodo, en un tubo vacío, identificó los transportadores de carga eléctrica. Demostró que estos rayos consisten en partículas llamadas electrones, por lo que recibió el premio Nobel de Física en 1906. Los electrones son emitidos cuando se aplica una diferencia de potencial elevada, entre dos electrodos metálicos en contacto, en un tubo de vidrio que contiene una pequeña cantidad degas. Sus observaciones confirmaron que los rayos catódicos son un chorro de partículas cargadas negativamente que se mueve desde el electrodo negativo o cátodo al ánodo, luego los electrones proceden del interior de los átomos de los elementos que constituyan el cátodo. Thomson determinó otras propiedades de los electrones como la relación
Posteriormente, en 1912, el físico americano R. Millikanhizo la primera medida de la carga del electrón y recibió el premio Nobel en 1923, también fue galardonado por sus trabajos en el efecto fotoeléctrico. La carga del electrón es 1,6×10-19 C y la masa 9,1×10-31 kg. Siendo un electrón 1837 veces más ligero que el átomo de hidrógeno 1u. El descubrimiento de Thomson tuvo, por tanto, importantes repercusiones para la Química, demostró que el átomo de loscompuestos químicos no está construido como un bloque indivisible; aunque llevó un número de años antes de que este desarrollo tuviera repercusión directa en la Química.
* En 1904 Thomson propuso el primer modelo atómico en el que se consideraba el átomo como una esfera cargada positivamente de radio 10-10 m con los electrones entremezclados sobre su volumen.
Modelo atómico de Thomson:Como los átomos son eléctricamente neutros, si arrancamos un electrón a un átomo, éste debe quedar cargado positivamente Estos resultados llevaron a J.J. Thomson a proponer el primer modelo atómico ("plum-pudding") en el que consideraba el átomo constituido por una distribución continua de cargas positivas y negativas, teniendo las positivas la mayor parte de la masa.
Las positivas estaríanrepartidas por todo el átomo y los electrones estaban situados en unas posiciones fijas y suficientemente separados entre sí.
Modelo atómico de Rutherford:
Al tratar de estudiar la estructura interna de los átomos y para comprobar la validez del modelo atómico de Thomson, Rutherford y sus colaboradores Geiger y Marsden, realizaron el siguiente experimento en 1909:
a) Bombardearon una hoja metálicade Au, muy delgada, con partículas alfa α procedentes de una muestra del elemento químico radiactivo Ra. Las partículas, que son núcleos de helio, (4He) están cargadas positivamente, poseen una velocidad de 2×104 km/s y su masa es unas 7000 veces mayor que la de los electrones.
b) La gran mayoría (más del 90%) de partículas α pasaba a través de la lámina de Au sin sufrir desviación....