Experimentos que determinaron la carga y masa del electrón

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- Millikan comprobó que el valor de la carga de cada gota era múltiplo entero de la cantidad de 1.6x10-19C.

Descripción de los modelos atómicos de Thomson, Rutherford y Bohr

- Modelo atómico de Thomson.

- El átomo es una esfera positiva con incrustaciones negativas parecido al pudín de ciruelas.

- Ventajas: Demostró la existencia de una partícula sub-atómica de carga negativa llamada electrón. Explicó la neutralidad de la materia.

- Desventajas: No explico bien su experimento. No explico la presencia de iones.

- Modelo atómico de Rutherford.

- En el átomo existen grandes espacios vacios y una aglomeración de partículas muy pequeñas de cargas positivas llamado núcleo y alrededor de él giran los electrones como el sistema solar.

- Ventajas: explico bien su experimento. Explico la existencia del núcleo del átomo.

- Desventajas: No explico bien el movimiento de los electrones porque según la teoría centrípeta una carga eléctrica moviéndose a cierta velocidad, y atraído por una fuerza, va perdiendo energía progresivamente, por lo cual, al final, por teoría, los electrones perderían toda su energía hasta que se chocarían con el núcleo, con esto, los electrones dejarían de existir. Esto lleva a otra conclusión: Si los electrones al final chocan con el núcleo y dejan de existir, luego, los átomos y la materia no existen. Esto por supuesto va en contra la realidad, ya que los átomos y la materia misma existen; esto supuso el mayor problema de la teoría de Rutherford.

- Modelo atómico de Bohr

- Niels Bohr describió el átomo de hidrógeno como un sistema en el cual un solo electrón gira alrededor de un núcleo con una sola carga positiva. Integró las ideas de: Thomson, Planck, Rutherford, y produjo un modelo que describe: como un núcleo con carga positiva y los electrones orbitan a su alrededor en órbitas circulares.

- Ventajas: Su modelos fue muy útil para explicar las propiedades físicas y químicas de los elementos. Su modelo permitió explicar adecuadamente el espectro del átomo de hidrógeno.

- Desventajas: No tenia apoyo de una teoría sólida. Tenía discrepancias con los principios de la física clásica. Pudo calcular los niveles de energía del átomo de hidrogeno (de un solo electrón), pero no pudo construirse con este modelo una teoría para átomos con dos o más electrones. Tampoco puede el modelo de Bohr explicar la formación de enlaces entre átomos para formar moléculas.

Propiedades de las partículas fundamentales del átomo

- Electrón

- A través de los trabajos de J.J Thomson y Robert Millikan, sus alumnos y colaboradores, se descubrió el electrón y se determinaron sus propiedades. Se demostró que un electrón tiene una masa aproximada de 1/1837 del átomo de hidrógeno y una carga negativa de 1. Un electrón no tiene componentes o subestructura conocidos, en otras palabras, generalmente se define como una partícula elemental

- Protón

- Esta partícula tiene una masa ligeramente menor que la del átomo de hidrogeno y una carga positiva de 1.

- Un átomo ordinario de hidrogeno está constituido por un protón y un electrón. Este átomo es eléctricamente neutro, es decir, que la carga de un protón y la de un electrón son iguales, pero de signo contrario.

- Neutrón

- El neutrón tiene una masa ligeramente mayor que la del átomo de hidrógeno, pero no tiene carga, como lo dice su nombre, es neutro. Este fue descubierto por Sir James Chadwick en 1932.

Partícula

Masa en unidades de pesos atómicos

Carga eléctrica

Electrón

0.0005444

-1

Protón

1.00732

+1

Neutrón

1.00866

0

- Se utiliza el átomo de hidrógeno como referencia, ya que, es el átomo más simple que existe y el único que admite una solución analítica exacta desde el punto de vista de la mecánica cuántica.

Partícula de Dios

- Es un error llamar “Partícula de Dios” a lo que verdaderamente se llama “bosón de Higgs”.

- Lederman fue quien puso el nombre de “la partícula de Dios” explicó que puso el apodo al “bosón de Higgs” porque la consideró “demasiado central para la física de hoy en día, demasiado crucial para nuestra comprensión de la estructura de la materia, aunque muy evasiva”

- El bosón de Higgs es un tipo de partícula elemental con un papel fundamental en el mecanismo que origina la masa de las partículas elementales. No posee carga eléctrica ni carga de color, por lo que no interacciona con el fotón ni con los gluones. Sin embargo interacciona con todas las partículas del modelo que poseen masa.

- Para explicar por qué unas partículas tienen masa y otras no, varios físicos, entre ellos el británico Peter Higgs postuló en los años 60 del siglo XX un mecanismo que se conoce como el "campo de Higgs". Al igual que el fotón es el componente fundamental de la luz, el campo de Higgs requiere la existencia de una partícula que lo componga, que los físicos llaman "bosón de Higgs". Ésta es la última pieza que falta para completar el Modelo Estándar de Física de Partículas, que describe todo lo que sabemos de las partículas elementales que forman todo lo que vemos y cómo interaccionan entre ellas.

- El campo de Higgs sería una especie de continuo que se extiende por todo el espacio, formado por un incontable número de bosones de Higgs. La masa de las partículas estaría causada por una "fricción" con el campo de Higgs, por lo que las partículas que tienen una mayor fricción con este campo tienen una masa mayor.

- El bosón de Higgs