Estructura atòmica i Taula Periòdica. Àtoms, molècules i radiació. 8

8.1 |Estructura atòmica de la matèria Recordem: Filòsofs grecs: la matèria és discontínua i està formada per petites partícules anomenades àtoms (que significa indivisible). No fan cap demostració experimental ni científica. Teoria atòmica de Dalton (inicis s. XIX): la matèria està formada per àtoms que són esferes petites, indivisibles i massisses. Els àtoms dels diferents elements tenen massa diferent. Els àtoms dels elements es poden combinar formant un “àtom” de compost. Aquesta teoria permet explicar les lleis de les combinacions químiques i posteriorment es va completar amb el concepte de molècula definit per Avogadro. (Ho hem estudiat al tema 3). Al final del s. XIX i durant el s. XX s’han anat actualitzant els models atòmics a mesura que es van descobrir les partícules subatòmiques (electrons, protons i neutrons), els isòtops, la radioactivitat, la física quàntica, etc.

8.2 | Descobriment de l’electró El descobriment de l’electró (1897), la mesura de la seva massa i de la seva càrrega, es van obtenir a través de tres fenòmens: L’electròlisi En aplicar un corrent elèctric a una solució d’una substància iònica es produeix una reacció química i la quantitat de producte que s’obté és proporcional a la càrrega elèctrica. Faraday i Stoney van interpretar aquests experiments i van proposar que en els àtoms que formen la matèria hi havia les mateixes partícules que formen l’electricitat: els electrons. Descàrregues elèctriques en un tub de gas a baixa pressió En aplicar un gran voltatge a un tub que conté un gas a baixa pressió s’obté un raig que surt del càtode o raig catòdic. Si s’aplica un camp magnètic, el raig catòdic es desvia en el sentit que correspon a les càrregues negatives. Si es posa un molinet lleuger, els raigs catòdics el fan girar. Thomson va interpretar amb aquestes experiències que les partícules que s’arrencaven en els àtoms dels diferents gasos que podien omplir els tubs eren sempre les mateixes i formaven part de tots els àtoms. Aquestes partícules tenien massa i càrrega negativa: els electrons. Característiques físiques dels electrons: Càrrega: - 1’6·10-19 C Massa: 9’1·10-31 kg La radioactivitat natural En estudiar la radioactivitat natural que desprenen alguns materials, es van trobar tres tipus de radiacions: la radiació  (de partícules materials amb càrrega positiva que després es va comprovar que eren nuclis d’heli formats per dos protons i dos neutrons), la radiació  (de partícules materials amb càrrega negativa) i la radiació  (és radiació electromagnètica d’alta freqüència i energia). En comprovar que la radiació  tenia les mateixes característiques que els raigs catòdics, es va confirmar l’existència dels electrons.

8.3 | Descobriment del protó En seguir investigant les descàrregues elèctriques en gasos a baixa pressió, a més dels raigs catòdics (formats per electrons), si el càtode és perforat s’observen uns raigs que van en sentit contrari o raigs canals. Aquests estan formats per partícules materials amb càrrega positiva. La massa i càrrega no és la mateixa en els diferents gasos: la més petita és la del gas hidrogen i és múltiple d’ella en els altres gasos. Rutherford (1906) va anomenar protó aquesta partícula positiva. Característiques físiques dels protons: Càrrega: + 1’6·10-19 C Massa: 1’67·10-27 kg