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UNIDAD TEMATICA 1. Descubrimiento de electrones, protones y neutrones 2. Thomson y los rayos de descarga 3. Experimento de Rutherford OBJETIVOS Reconocer la importancia del descubrimiento de las partículas subatómicas Identificar la relación presente entre los modelos atómicos y el descubrimientos de las propiedades del electrón los protones y neutrones DESCUBRIMIENTO DE ELECTRONES, PROTONES Y NEUTRONES Los griegos, hace más de 2000 años, descubrieron que al frotar una varilla de ámbar con una tela, aquella atraía polvo o plumas ligeras. Dos varillas de ámbar frotadas se repelían entre sí, pero eran atraídas por una varilla de vidrio frotada con seda Otto Von Guericke, en el siglo XVII, encontró que al frotar una piedra de azufre con la mano, adquiría la propiedad de atraer trozos de papel y ocasionalmente despedía chispas. A este fenómeno, Guericke le dió el nombre de electricidad. TUBO DE RAYOS CATÓDICOS En el año 1897, el físico inglés Joseph J.Thompson estudió el comportamiento y los efectos de los rayos catódicos. En sus experimentaciones observó que cuando en un tubo de vidrio que tiene dos electrodos metálicos conectados a una fuente de alto voltaje (de 2000 a 10000 V) y donde se ha hecho el vació (aproximadamente 0,001 mm Hg), al producirse una descarga se aprecia una luminosidad o fluorescencia verdosa en la pared localizada frente al cátodo, que los investigadores supusieron que era debida a la existencia de unos rayos procedentes del electrodo negativo, que llamaron rayos catódicos. Según las observaciones de Thomson, los rayos catódicos: Son invisibles y se propagan en línea recta. Se pueden observar por su efecto sobre pantallas fluorescentes. Son desviados por campos eléctricos hacia la zona positiva. Producen efectos mecánicos, térmicos, químicos y luminosos. Posteriormente, a los rayos catódicos se les dio el Nombre de electrones, término propuesto por George Stoney en 1874. MODELO ATÓMICO DE THOMSON Representación esquemática del modelo de Thomson. Esfera completa de carga positiva con electrones incrustados En una nube de carga positiva. El átomo se consideraba como una esfera con carga positiva con electrones repartidos como pequeños gránulos. La herramienta principal con la que contó Thomson para su modelo atómico fue la electricidad. ÉXITOS DEL MODELO El nuevo modelo atómico usó la amplia evidencia obtenida gracias al estudio de los rayos catódicos a lo largo de la segunda mitad del siglo XIX. Si bien el modelo atómico de Dalton daba debida cuenta de la formación de los procesos Químicos, postulando átomos indivisibles, la evidencia adicional suministrada por los rayos catódicos sugería que esos COLEGIO MILITAR GENERAL GUSTAVO MATAMOROS D´COSTA Resolución # 001590 de 22 de Octubre de 2007 de Secretaria de Educación Municipal. DANE: 354001009504 NIT: 4953944-1 "Formamos Hombres Nuevos Para Una Colombia Mejor" FECHA: / AREA: CIENCIAS NATURALES PERIODO ; 2 DOCENTE: DALFY YARIMA LÒPEZ ROJAS TALLER DE : QUIMICA GRADO: 7° ESTUDIANTE: NOTA: El modelo atómico de Thomson es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson, quien descubrió el electrón1 en 1898, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, embebidos en éste al igual que las pasas de un budín. A partir de esta comparación, fue que el supuesto se denominó "Modelo del budín de pasas".Postulaba que los electrones se distribuían uniformemente en el interior del átomo suspendidos Átomos contenían partículas eléctricas de carga negativa. El modelo de Dalton ignoraba la estructura interna, pero el modelo de Thomson aunaba las virtudes del modelo de Dalton y simultáneamente podía explicar los hechos de los rayos catódicos. INSUFICIENCIAS DEL MODELO El experimento consistió en bombardear con un haz de partículas alfa una fina lámina de oro y observar cómo las láminas de diferentes metales afectaban a la trayectoria de dichos rayos. Las partículas alfa se obtenían de la desintegración de una sustancia radiactiva, el polonio. Para obtener un fino haz se colocó el polonio en una caja de plomo, el plomo detiene todas las partículas, menos las que salen por un pequeño orificio practicado en la caja. Perpendicular a la trayectoria del haz se interponía la lámina de metal. Y, para la detección de trayectoria de las partículas, se empleó una pantalla con sulfuro de zinc que produce pequeños destellos cada vez que una partícula alfa choca con él. Según el modelo de Thomson, las partículas alfa atravesarían la lámina metálica sin desviarse demasiado de su trayectoria: Pero se observó que un pequeño porcentaje de partículas se desviaban hacia la fuente de polonio, aproximadamente una de cada 8.000 partículas al utilizar una finísima lámina de oro con unos 200 átomos de espesor. En palabras de Rutherford ese resultado era "tan sorprendente como si le disparases balas de cañón a una hoja de papel y rebotasen hacia ti". Rutherford concluyó que el hecho de que la mayoría de las partículas atravesaran la hoja metálica, indica que gran parte del átomo está vacío, que la desviación de las partículas alfa indica que el deflector y las partículas poseen carga positiva, pues la desviación siempre es dispersa. Y el rebote de las partículas alfa indica un encuentro directo con una zona fuertemente positiva del átomo y a la vez muy densa. El modelo atómico de Rutherford mantenía el planteamiento de Thomson, de que los átomos poseen electrones, pero su explicación sostenía que todo átomo estaba formado por un núcleo y una corteza. El núcleo debía tener carga positiva, un radio muy pequeño y en él se concentraba casi toda la masa del átomo. La corteza estaría formada por una nube de electrones que orbitan alrededor del núcleo. Según Rutherford, las órbitas de los electrones no estaban muy bien definidas y formaban una estructura compleja alrededor del núcleo, dándole un tamaño y forma indefinida. También calculó que el radio del átomo, según los resultados del experimento, era diez mil veces Mayor que el núcleo mismo, lo que implicaba un gran espacio vacío en el átomo. RAYOS CANALES Hasta el descubrimiento del electrón, no tenía sentido buscar una partícula subatómica positiva, pero de hecho el protón podía haberse descubierto antes que el electrón, puesto que el físico alemán Eugen Goldstein (1850-1931), al estudiar los rayos catódicos, observó en 1886, que empleando un tubo de rayos catódicos modificado, con el cátodo perforado, pasaban unos rayos catódicos y podía ser estudiados en su avance hacia una pantalla, situada detrás del cátodo, y en la cual producían una fluorescencia característica. Los denominó rayos canales. En 1895 el francés Jean Perrin (1870-1942) demostró que los rayos canales consistían en partículas del gas dentro del tubo, cargadas positivamente, debido a que los rayos catódicos las ionizaban al extraerles electrones. Estas partículas positivas sufrían desviaciones hacia la placa negativa de un campo eléctrico externo al que podían ser sometidos. A estos rayos J.J. Thomson les dio, en 1907, el nombre de rayos positivos. Los rayos canales o positivos están pues constituidos por iones positivos y dependen del gas encerrado en el tubo. Si el gas es hidrógeno, la relación carga/masa es la mayor de todas las encontradas para los rayos positivos, lo cual sugirió que el ion positivo del átomo de hidrógeno era otra partícula subatómica: el protón, denominado asi por Ernest Rutherford en 1914. La masa del protón es 1836 veces mayor que la del electrón, siendo su carga igual pero de signo contrario. Este fue descubierto por Eugen Goldstein 1850-1930 DESCUBRIMIENTO DEL NEUTRÓN Persistía un problema relacionado con elnúcleo atómico: los núcleos eran muy pesados. Los núcleos de helio tenían el doble de carga que un protón pero 4 veces su masa. Por un tiempo los científicos se preguntaron si los núcleos de helio contenían 4 protones y 2 electrones. Entonces, en 1932, james Chadwick descubrió el neutrón lo hizo bombardeando átomos de berilio con partículas alfa de alta energía obteniendo como resultado una partícula sin carga o neutra, por lo tanto debió recurrir a registrar los efectos producidos en otras partículas .siendo este de una masa similar al protón lanzando partículas veloces contra núcleos estáticos que permitieron detectar y aislar los neutrones y fue cuando se comprendió que los núcleos de helio contenían 2 protones, 2 neutrones y ningún electrón. Una forma de fuerza nuclear ("la fuerza nuclear débil") controlaba la relación entre neutrones y protones. La existencia de las partículas subatómicas denominadas neutrones ya había sido predicha y aceptada con anterioridad, pero el hecho de que no tuvieran carga eléctrica hacía bastante difícil su detección efectiva. ACTIVIDAD PROPUESTA: Lee detenidamente tu guía de trabajo y contesta recuerda que debes realizarlo en hojas de block y anexarlo a carpeta anexo hojas para que maquen en sus capetas los periodos por si alguno lo necesita. No olvide que deben envíalo al correo o mi numero en forma de foto antes del 23 de abril mi correo dayarylopez @hotmail.com esta actividad será socializada por videoconferencia la siguiente clase. 1. De acuerdo con la lectura argumenta Que descubrieron los griegos, hace más de 2000 años, 2. Quien le dio el nombre a la electricidad. 3. A que se le llamo rayos catódicos y rayos canales 4. describe cuales son las características observadas en los rayos catódicos : 5. Quien postulo el termino electrón y A cual remplazo 6. Realiza un cuadro comparativo donde expliques aciertos y desaciertos en los modelos atómicos propuesto por por Thomson y Rutherford 7. Quienes y como descubrieron el neutrón los protones y los electrones 8. Describe e investiga cada una de las partículas subatómicas 9. Cuál de las partículas subatómicas mencionadas en la guía posé mas masa 10. Realiza los gráficos y Consigna en tu carpeta de glosario las siguientes palabras: Los rayos catódicos. Electrodos Partículas subatómicas Electrón Protón Neutrón Radiactividad
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