¿Qué sucede cuando te peinas el cabello seco y luego acercas el peine a unos pequeños trozos de papel? Peinarse el cabello seco moverá algunas de las partículas subatómicas llamadas electrones del cabello al peine. La carga de un electrón es negativa y, por lo tanto, el peine también ganará la carga de un electrón (carga negativa). Finalmente, cuando el peine se acerca a los pedazos de papel, los pedazos de papel serán atraídos hacia el peine.
Del mismo modo, ¿qué sucede cuando frotas un paño de seda sobre una varilla de vidrio y luego la varilla de vidrio se acerca a un globo inflado? Los electrones de la varilla de vidrio se transfieren a la tela de seda. Por lo tanto, la varilla de vidrio se carga positivamente. Cuando la barra de vidrio cargada positivamente se acerca al globo inflado, será atraída hacia la barra de vidrio.
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Estas actividades prueban dos objetos cuando se frotan, los objetos se cargan eléctricamente. Sin embargo, ¿cómo se cargan eléctricamente los objetos? Toda la materia está compuesta de partículas divisibles llamadas átomos . Los átomos están compuestos de pequeñas partículas subatómicas cargadas llamadas electrones, protones y neutrones .
Anteriormente fue postulado por John Dalton que los átomos son partículas indivisibles. Sin embargo, la contribución de muchos científicos a fines de 1800 o principios de 1900 gradualmente comenzó a revelar que los átomos son divisibles en pequeñas partículas subatómicas.
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Descubrimiento de partículas subatómicas
Descubrimiento de la existencia y carga de un electrón
Modelo atómico de Thomson (Fuente: Wikipedia)
Un físico británico llamado J.J Thompson en el año 1897 propuso que un átomo constituya al menos una partícula cargada negativamente. Descubrió electrones mientras trabajaba en un experimento. En el experimento, se pasó gas a baja presión a través de un tubo de vidrio descargado.
Se colocaron dos electrodos en los dos extremos opuestos del tubo de descarga de vidrio que se conectó además al suministro de alto voltaje (batería). El electrodo unido al extremo negativo se llamaba cátodo y el electrodo unido al extremo positivo se llamaba ánodo.
Thomson observó una corriente de partículas cargadas negativamente emitidas desde el cátodo. Además, la corriente de partículas se movió hacia el ánodo. Las corrientes de partículas cargadas negativamente descargadas desde el extremo del cátodo del tubo de descarga se denominan rayos catódicos. Lo nombró como “corpúsculos” que más tarde se llamó “electrón”.
Un electrón está representado por “e” y se sabe que contribuye a la carga negativa de un átomo. La carga absoluta de un electrón es la carga negativa de 1.6 × 10 -19 coulombs. La masa relativa de un electrón es 1/1836 (1/2000), por lo tanto, la masa de un electrón es muy pequeña y se considera como 0. Por lo tanto, la masa de un electrón es insignificante y la carga de un electrón es -1.
Descubrimiento de protones
Experimento de lámina de oro de Rutherford (Fuente: Britannica)
Proton fue descubierto por Rutherford cuando realizó el famoso experimento de la lámina de oro. Inicialmente, en 1886 Goldstein descubrió la presencia de rayos cargados positivamente mientras realizaba un experimento en el tubo descargado utilizando un cátodo perforado. El experimento fue similar a J.J. Thomson pero con diferentes situaciones . Esto condujo a la emisión de partículas cargadas desde el ánodo.
Las radiaciones cargadas positivamente producidas desde el extremo del ánodo del tubo de descarga se denominan rayos del canal. Los rayos fueron nombrados como rayos anódicos o rayos de canal. Una serie de experimentos condujo al descubrimiento de protones. Los protones se conocen como las partículas que contribuyen a la carga positiva del átomo.
Se descubrió que la masa de las partículas era 2000 veces más que la de un electrón. Los protones estaban representados por la letra “p”. La carga absoluta de un protón es la carga positiva de 1.6 × 10 -19 coulomb. La masa de un protón es 1.6 × 10 -24 gy se considera 1 (que es la masa de un átomo de hidrógeno). La masa de un protón se considera una unidad y su carga se considera +1.
Descubrimiento de neutrones
Experimento Chadwick (Fuente: Wikimedia)
El neutrón no se descubrió hasta el año 1932. Fue descubierto por James Chadwick utilizando partículas dispersas para calcular la masa de la partícula neutra. La partícula subatómica “neutrón” está presente en el núcleo de un átomo. El neutrón está representado por la letra “n” y se considera una partícula neutra. La masa de un neutrón se mide como 1.6 x 10 -24 g.
Gram no es una unidad muy apropiada para el cálculo de partículas subatómicas tan pequeñas. Por lo tanto, se calculan alternativamente en Dalton o amu (unidad de masa atómica). Un neutrón y un protón tienen una masa similar que es casi 1 amu.
Resumen de partículas subatómicas:
| Nombre | Representación | Cargo absoluto | Carga relativa | Masa (Kg) | Masa relativa |
| Electrón | e – | -1,60 × 10 -19 C | -1 | 9,1 × 10 -31 kg | 1/1840 (despreciable) |
| Protón | P + | 1,60 × 10 -19 C | +1 | 1.672 × 10 -27 kg | 1u |
| Neutron | n | 0,0 C | 0 | 1.674 × 10 -27 kg |
1u
|
Conclusión
El descubrimiento de las partículas subatómicas planteó muchas preguntas. Una de ellas fue cómo estas partículas subatómicas están dispuestas en un átomo. Esto condujo a la propuesta de diferentes modelos de estas partículas cargadas. Estos forman la base del vasto tema de la “estructura de un átomo”.
Preguntas resueltas para usted
P1: ¿Cuál de las opciones representa las propiedades de los electrones?
- la carga relativa de -1
- masa insignificante
- la carga es opuesta e igual a un protón
- todos estos
Respuesta: La respuesta es 4 (todos estos), según la naturaleza definida de los electrones.