Experiment de Thomson

A continuació tens algunes imatges que ens ajudaran a comprendre de quina manera els científics van descobrir com eren els àtoms. Naturalment un àtom no es veu i molt menys a l’època en què es van fer aquests experiments. Això obligava als científics a fer proves indirectes. Seria com si volguessis esbrinar què hi ha a dins d’una capsa sense poder obrir-la.
Thomson va ser un dels científics que va realitzar aquestes proves i va arribar a unes interessants conclusions sobre com era un àtom. Aquesta seva hipotesi de com és l’àtom es coneix com a MODEL de Thomson.
Et demanem en primer lloc que facis una sencilla cerca i descobreixis dues coses:
a) de quina època era aquest científic ?
b) Busca quin deuria ser el model de Thomson. (Només que posis Thomson al google i facis una cerca  a imatges,  ho veuràs de seguida… ) Mira’t aquestes imatges que has trobat i pensa a quines conclusions va arribar Thomson sobre com era l’àtom.
Si vols una pista et direm que el model de Thomson es coneix com a model “Plum pudding”que en català es podria traduir com a model de “la coca de pinyons”.
Finalment en parlarem tots junts a classe amb l’ajuda de les imatges que tens a continuació.



L’experiment de Rutherford – LLEGEIX I INVESTIGA

Posteriorment a Thomson, Rutherford va continuar investigant l’àtom i arribà a unes conclusions tant importants que després dels seus treballs el model de Thomson ja no servia.
1. Busca a quina època va viure Rutherford.
2. Busca quin important laboratori va dirigir.
Rutherford va aconseguir explicar els resultats del famós  experiment de la làmina d’or.
En aquest experiment Rutherfod prengué una fina l’amina d’or i la bombardejà amb partícules alfa (partícules molyt petites carregades positivament). A l’altra banda de la làmina d’or hi havien uns sensors capaços de detectar les partícules alfa que havien travessat la làmina. 
3. Digues quantes partícules alfa s’esperaria que atravessessin la làmina si els àtoms fossin tal i com el model de Thomson preveia.
Com et pots imaginar els resultats obtinguts no van coincidir amb els esperats i per això el model de Thomson començava a esquerdar-se. 
4. Explica perquè si els resultats no quadraven amb el model proposat per Thomson el que s’havia de canviar era el model i no els resultats ?
En bombardejar la làmina, Rutherford s’adonà que el 99% de les partícules alfa travessaven la làmina sense desviar-se. Un 0,9% travessaven sense desviar-se i només un 0,1 % rebotaven i per tant no travessaven.
5. Explica perquè aquests resultats no es podien explicar amb el model de Thomson. 
En conseqüència Rutherford va proposar el següent model:
-L’Àtom no podia ser massís ja que si ho fos la majoria de particules alfa no passarien i en canvi passaven quasi totes.
-En esssència l’àtom havia de ser buit, ja que passaven el 99% de les partícules però no podia ser negatiu ja que la matèria era neutra. Per tant Rutherford va suposar que hi havia unes partícules molt petites i carregades positivament que ocupaven molt poc lloc. A aquestes partícules els posà el nom de protons.
Com que l’àtom era buit ara ja s’explicava que la majoria de partícules alfa passessin, i també s’explicava que algunes poques rebotessin ja que eren les que xocaven contra els protons. Les que hi passaven a prop eren desviades perquè les càrregues del mateix signe es rebutgen.
Semblava que tot quadrava a la perfecció però hi havia dos problemes més que feien que l’àtom de Rutherford no pogués existir. 
6. Intenta descobrir, abans de seguir llegint,  quins eren aquests dos problemes.

El model de Rutherford – LLEGEIX i INVESTIGA

Per fer sostenible el seu model Rutherford no va tenir més remei que buscar la manera perquè els electrons no caiguessin sobre els protons i l’àtom tornés a  ser massís la solució va ser que els electrons havien de girar.

1. Per què penses que això va ser una solució ?

En segon lloc calia trobar una manera perquè els protons no es rebutgessin ja que si se separaven tampoc s’haguessin explicat els resultats de l’experiment de la làmina d’or. La manera va ser suposar que hi havia unes partícules sense càrrega que es disposaven entremig dels protons.

2. Per què els neutrons van suposar una solució al segon problema ?

Les dimensions de l’àtom – LLEGEIX

A continuació tens un text de l’escriptor Josep M. Espinàs. Llegeix-lo amb atenció i pensa què ens vol fer notar amb aquesta descripció que fa de l’àtom. Tots junts en farem la discussió a classe.
“ESTEM BUITS”Què hi ha dins una clau de ferro? La primera cosa certa és que és feta de buit. Tot l’ univers és essencialment format de buit, i una manera d’ entendre-ho és imaginar-nos que la nostra clau augmenta tant de dimensions que es fa gran com la Terra. A aquesta escala, els àtoms que compondrien la clau gegant tindrien la mida de les cireres.

Però encara hi ha una cosa més sorprenent. Suposem que agafem amb la mà un d’ aquests àtoms de la mida d’ una cirera. Si l’ observem, fins hi tot amb un microscopi,  ens serà impossible veure’ n el nucli, massa petit encara per aquesta escala augmentada. Hem de convertir l’ àtom-cirera en un enorme globus de 200 m i, a desgrat d’ aquest volum impressionant, el nucli de l’àtom no serà més que un minúscul gra de pols. Això és el buit de l’ àtom.
D’ altra banda, suposem que vull comptar tots el àtoms d’ un gra de sal i que sóc tan ràpid que puc identificar-ne mil milions per segon. Tot i aquesta capacitat increïble, necessitaré més de cinquanta segles per efectuar el cens complet de la població d’ àtoms que hi ha en aquests minúscul gra de sal.
Però, a desgrat d’aquesta enorme quantitat d’elements que hi ha a l’ interior d’una partícula de matèria, aquests elements són tan infinitament minúsculs i estan tan separats que entre les partícules elementals hi ha un buit inmens. Avui que qualsevol cosa diuen que al·lucina, proposo al lector barceloní aquests joc d’ imaginació: que clavi una agulla en un coixí del seu sofà. Si el cap d’ aquesta agulla representés el protó d’un nucli d’oxígen, l’electró que gira al seu voltant seguiria una circumferència que passaria per Portugal,França,Itàlia i Algèria.
Entre Barcelona i París ,per dir-ho així,res.Les partícules que constitueixen una clau de ferro,el tronc d’ un arbre, el d’ un gos es mouen en un enorme desert buit.J.M.Espinàs,Avui(14 set.1991)”

Els ions

Fins ara hem vist l’estructura interna d’un àtom i sabràs que el balanç entre les càrregues elèctriques entre els electrons (negativa), protons (positiva) i neutrons (neutra) és zero. Per tant, les càrregues elèctriques d’un àtom estan compensades.

Pensa però, si aquesta estructura pot variar en funció de la pèrdua o de la incorporació d’alguna d’aquestes partícules. Fixa’t en la imatge següent i busca el nom dels àtoms o les molècules que sofreixen aquestes modificacions:

ionic-bonding

 

Les unitats de massa atòmica – PENSA

Vés un moment a la taula periòdica i fixa’t amb les unitats que té la massa atòmica (o pes atòmic).
T’ha sorprès alguna cosa ? per què ?
Observa amb atenció aquesta imatge i potser entendràs què està passant !

Vinga que aquestes activitats són de nivell !

 

La massa atòmica – INVESTIGA

Ja has vist que els àtoms estan formats per tres partícules bàsiques. Hem parlat de la càrrega elèctrica d’aquestes partícules però ara és el moment de dir alguna cosa sobre la seva massa.

Pesa un àtom ? Què en penses ?

Si la resposta és afirmativa i l’àtom només està format per electrons, neutrons i protons quina conclusió en treus ? és a dir què és el que fa que l’àtom pesi ?

T’avancem que una de les tres partícules no influeix en la massa de l’àtom. Amb un minut i abans de continuar llegint, busca quina és aquesta partícula i busca si les altres dues pesen i quant pesen. Anota-ho al diari.

Si has seguit fins aquí hauries de poder respondre la següent pregunta: Què hauríem de mirar per saber la massa d’un àtom ?

Clica aquesta taula periòdica i busca a veure si ens dóna informació sobre el número màssic. El trobes ? Mira-ho bé. Hi és o no ?

Ara clica de nou la mateixa taula periòdica d’abans i busca si hi ha la massa atòmica ? Hi és ? Si hi és  busca els àtoms d’hidrogen, de carboni, d’oxigen i de ferro anota’n la seva massa atòmica al diari de classe.

Què et sorprèn d’aquestes masses ?

Intenta trobar-hi una explicació. Si vols una pista clica aquí. Hi trobaràs una taula anomenada “Taula dels isòtops”.

A veure si te’n surts !

 

Càlcul de la massa molecular – PRACTICA

Així com hem après a buscar la massa d’un àtom a la taula periòdica també hem d’aprendre a calcular la massa d’una molècula. És molt evident que si l’àtom d’hidrogen pesa 1, la molècula d’hidrogen pesarà 2. Ja que una molècula d’hidrogen està formada per dos àtoms d’hidrogen.
Calcula ara la massa de les següents molècules (potser necesitaràs alguna cosa…)
NaCl
H2O
(NH4)2SO4
Ag(NO3)2
Al(OH)3
K4ClPO4
CaSO4
FeCl3
H2CO3
Al2(SO4)3