Experimentos relacionados al átomo

 Contenidos:

1- Tubo de Crookes
2- Experimento de Thomson sobre el electrón
3- Experimento de Goldstein sobre las partículas positivas
4- Experimento de la gota de aceite de Millikan
5- Propiedades periódicas de los elementos
6- Fuentes

 Tubo de Crookes


• Descripción del experimento

Consiste en un tubo de vacío por el cual circulan una serie de gases, que al aplicarles electricidad adquieren fluorescencia, de ahí que sean llamados fluorescentes. A partir de este experimento (1895) Crookes dedujo que dicha fluorescencia se debe a rayos catódicos, que consisten en electrones en movimiento, y, por tanto, también descubrió la presencia de electrones en los átomos.

Al final del cono de vidrio, una banda calentada eléctricamente, llamada cátodo, produce electrones. Al lado opuesto, una pantalla tapada de fósforo forma un ánodo el que está conectado al terminal positivo del voltaje (unos cien voltios), del cual su polo negativo está conectado al cátodo.

Experimentos relacionados al átomo




 Experimento de Thomson sobre el electrón

• Descripción del experimento

Thomson realizó una serie de experimentos en tubos de rayos catódicos, que le condujeron al descubrimiento de los electrones. Thomson utilizó el tubo de rayos catódicos en tres diferentes experimentos.

Tercer experimento

En su tercer experimento (1897), Thomson determinó la relación entre la carga y la masa de los rayos catódicos, al medir cuánto se desvían por un campo magnético y la cantidad de energía que llevan. Encontró que la relación carga/masa era más de un millar de veces superior a la del ión Hidrógeno, lo que sugiere que las partículas son muy livianas o muy cargadas.

Las conclusiones de Thomson fueron audaces: los rayos catódicos estaban hechos de partículas que llamó "corpúsculos", y estos corpúsculos procedían de dentro de los átomos de los electrodos, lo que significa que los átomos son, de hecho, divisibles. Thomson imaginó que el átomo se compone de estos corpúsculos en un mar lleno de carga positiva; a este modelo del átomo, atribuido a Thomson, se le llamó el modelo de budín de pasas.

En 1906 fue galardonado con el Premio Nobel de Física por su trabajo sobre la conducción de la electricidad a través de los gases.

La imposibilidad de explicar que el átomo está formado por un núcleo compacto y una parte exterior denominada corteza implica que otros científicos como Ernest Rutherford o Niels Bohr continuasen con su investigación y establecieron otras teorías en las que los átomos tenían partes diferenciadas.

Descubrimiento de los isótopos

También, Thomson examinó los rayos positivos y, en 1911, descubrió la manera de utilizarlos para separar átomos de diferente masa. El objetivo se consiguió desviando los rayos positivos en campos eléctricos y magnéticos (espectrometría de masas). Así descubrió que el neón tiene dos isótopos (el neón-20 y el neón-22).

Thomson


 Experimento de Goldstein sobre las partículas positivas

• Descripción del experimento

Eugene Goldstein había observado rayos catódicos compuestos de iones cargados positivamente en 1886. Luego del descubrimiento del electrón por J.J. Thomson, Goldstein sugirió que puesto que el átomo era eléctricamente neutro, el mismo debía contener partículas cargadas positivamente. Goldstein usó los rayos canales y pudo calcular la razón carga/masa. Encontró que dichas razones cambiaban cuando variaban los gases que usaba en el tubo de rayos catódicos. Lo que Goldstein creía que eran protones resultaron ser iones positivos. Sin embargo, sus trabajos fueron largamente ignorados por la comunidad de físicos.

Goldstein


 Experimento de la gota de aceite de Millikan

• Descripción del experimento

El experimento de la gota de aceite fue un experimento realizado por Robert Millikan y Harvey Fletcher en 1909 para medir la carga elemental (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 cargadas suspendidas entre dos electrodos metálicos. Dado que la densidad del petróleo era conocida, las masas de las “gotas ", y por lo tanto sus fuerzas gravitatorias y de flotación, podrían determinarse a partir de sus radios observados.
Su experimento mide la fuerza contra la gravedad en las minúsculas gotas de aceite cargadas suspendidas entre dos electrodos metálicos. Conociendo el campo eléctrico, se determina la carga en la gota. Repitiendo el experimento para muchas gotas, Millikan demostró que los resultados podían ser explicados como múltiplos enteros de un valor común 1,592.10-19 C, la carga de un único electrón.

millikan


 Propiedades periódicas de los elementos

Muchas propiedades físicas y químicas de los elementos varían con regularidad periódica cuando se ordenan estos por orden creciente de su número atómico.

• Propiedades periódicas:

Una de las ventajas de la tabla periódica es que permite predecir las propiedades de los elementos con solo ver su posición dentro de ella. Además se debe mencionar que la tabla periódica permite realizar comparaciones entre diferentes propiedades de los elementos.

Estas propiedades se conocen como PROPIEDADES PERIODICAS. Las principales propiedades periódicas son: volumen atómico, potencial de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad

 Volumen atómico:

El volumen atómico se define el cociente de la masa atómica de un elemento y su densidad. Por lo tanto las unidades de volumen atómico son ml/mol (volumen/masa).

La disminución del volumen atómico es un mismo periodo se debe a un aumento en las fuerzas de atracción produciendo una contracción en el volumen. En cuanto al aumento del volumen atómico dentro de un mimo grupo, los elementos una capa más de electrones.

 Propiedades de tamaño:

Podemos decir que los elementos están ordenados en forma alfabética o por números, pero los elementos en la tabla están ordenados de los más ligeros los más pesados, y los elementos en la misma columna tienen propiedades semejantes.

 Afinidad electrónica o electro afinidad:

Es la energía que suministrada cuando un átomo gaseoso en su estado fundamental capta un electrón y se transforma en un Ion negativo. Es una magnitud difícil de medir y en muchos casos no se conoce el valor exacto. Los valores positivos indican que cuando el átomo gaseoso gana un electrón se desprende energía. Los valores negativos indican que hay que suministrar energía para que el átomo gaseoso gane el electrón. Se ha expresado en kJ/mol.

 Electronegatividad:

Definida por vez primera por Linus Pauling; aquí se usa su escala. Es la tendencia que tiene un átomo de atraer hacia sí los electrones de su enlace con otro átomo. La diferencia de electronegatividades entre los átomos que se unen, puede servir para establecer el tipo de enlace entre ellos. Está relacionada con la afinidad electrónica y la energía de ionización del elemento, de forma que si el elemento tiene altos valores de ambas, tiene también alta electronegatividad y es no-metal.

 Energía o potencial de ionización:

La primera energía de ionización es la energía necesaria para arrancar un electrón a un átomo en estado gaseoso y transformarlo en un ion mono positivo. Se ha expresado en kJ/mol.

 Volumen Radio iónico (carga del ion):


El radio iónico es la parte correspondiente de la distancia entre iones vecinos de un sólido iónico. Se determina usando diferentes compuestos del elemento en el mismo estado de oxidación. Los cationes son menores y los aniones mayores que los átomos neutros de partida. Los valores se expresan en PM y, entre paréntesis, la carga correspondiente (diferencia entre el número de protones y el de electrones, siendo positivo sí hay exceso de protones y negativo sí hay exceso de electrones). La variación del radio iónico depende del número de cargas, por lo que a veces es difícil encontrar la relación entre el radio iónico de un átomo y la posición del elemento correspondiente en el Sistema Periódico. No obstante, en cada grupo el radio de los iones de la misma carga va aumentando de arriba abajo.
La variación periódica se da en las tablas y gráficos correspondientes, en los que se ha procurado comparar en cada grupo iones de igual carga. Los mínimos.

 Volumen Radio atómico:

Es la mitad de la distancia entre los centros de dos átomos contiguos del elemento. En el caso de los metales se utiliza la distancia entre los centros de dos átomos en una muestra sólida. En el caso de de los no metales se utiliza la distancia entre los centros de dos átomos unidos por enlace químico y se denomina también como radio covalente. Se ha expresado en pm (1 pm = 10-12 m). El radio atómico aumenta en un grupo y disminuye en un periodo al aumentar el número atómico.
Se dan tablas y gráficos del radio atómico de los elementos.

 Fuentes:

http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_Crookes
http://es.wikipedia.org/wiki/Joseph_John_Thomson
http://es.wikipedia.org/wiki/Protón
http://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Millikan
http://www.kalipedia.com/ecologia/tema/propiedades-periodicas.html?x=20070924klpcnafyq_68.Kes&ap=0
http://html.rincondelvago.com/propiedades-periodicas_1.html


crookes