JOSEPH THOMSON: BIOGRAFIE ȘI CONTRIBUȚII LA ȘTIINȚĂ ȘI CHIMIE - CHIMIE - 2025

Joseph John Thomson a fost un chimist de excepție pentru diverse contribuții, precum descoperirea electronului, modelul său atomic, descoperirea izotopilor sau experimentul cu raze catodice.

S-a născut în Cheetam Hill, un district din Manchester, Anglia, la 18 decembrie 1856. Cunoscut și sub numele de „JJ” Thomson, a studiat inginerie la Owens College, acum parte a Universității din Manchester, iar mai târziu matematica la Cambridge.

În 1890, JJ Thomson s-a căsătorit cu Rose Elizabeth Paget, fiica medicului Sir Edward George Paget, cu care a avut doi copii: o fată, pe nume Joan Paget Thomson, și un băiat, George Paget Thomson.

Acesta din urmă ar deveni un om de știință celebru, obținând în 1937 un premiu Nobel de fizică pentru munca sa cu electroni.

De la o vârstă fragedă, Thomson și-a concentrat studiile pe structura atomilor, descoperind astfel existența electronilor și a izotopilor, printre multe alte contribuții.

În 1906, Thomson a primit Premiul Nobel pentru fizică, „în recunoașterea marelui merit al cercetării sale teoretice și experimentale privind conducerea energiei electrice prin gaze”, printre multe alte premii pentru munca sa. (unu)

În 1908, a fost cavalerat de coroana britanică și a ocupat funcția de profesor onorific de fizică la Cambridge și la Royal Institute, Londra.

A murit la 30 august 1940, la vârsta de 83 de ani, în orașul Cambridge, Regatul Unit. Fizicianul a fost îngropat în Westminster Abbey, lângă mormântul lui Sir Isaac Newton. (Două)

Principalele contribuții ale lui Thomson la știință

Descoperirea electronului

În 1897, JJ Thomson a descoperit o particulă mai ușoară decât hidrogenul, care a fost numit „electron”.

Hidrogenul a fost considerat o unitate de măsură pentru greutatea atomică. Până în acel moment, atomul era cea mai mică diviziune a materiei.

În acest sens, Thomson a fost primul care a descoperit particule subatomice corpusculare încărcate negativ.

Modelul atomic al lui Thomson

Modelul atomic al lui Thomson a fost structura pe care fizicianul englez a atribuit-o atomilor. Pentru omul de știință, atomii erau o sferă de încărcare pozitivă.

Acolo s-au încorporat electronii de sarcină negativă distribuiți uniform pe acel nor de sarcină pozitivă, adică neutralizează sarcina pozitivă a masei atomului.

Acest nou model îl înlocuiește pe cel dezvoltat de Dalton și va fi ulterior refutat de Rutherford, un discipol al lui Thomson la Cavendish Laboratories, Cambridge.

Separarea atomilor

Thomson a folosit raze pozitive sau anodice pentru a separa atomi de diferite mase. Această metodă i-a permis să calculeze energia electrică transportată de fiecare atom și numărul de molecule pe centimetru cub.

Fiind capabil să împartă atomi de masă și sarcină diferite, fizicianul a descoperit existența izotopilor. Tot în acest fel, prin studiul său asupra razelor pozitive, a produs un mare avans către spectrometria de masă.

Descoperirea izotopilor

JJ Thomson a descoperit că ionii de neon aveau mase diferite, adică greutăți atomice diferite. Astfel, Thomson a arătat că neonul are două subtipuri de izotopi, neon-20 și neon-22.

Izotopii, studiați până în prezent, sunt atomi de același element, dar nucleele lor au un număr de masă diferit, deoarece sunt compuse din cantități diferite de neutroni în centrul lor.

Experimente cu raze catodice

Razele catodice sunt fluxuri de electroni în tuburi de vid, adică tuburi de sticlă cu doi electrozi, unul pozitiv și unul negativ.

Când electrodul negativ, sau numit catod, este încălzit, emite radiații care sunt direcționate către electrodul pozitiv sau către anod, în linie dreaptă, dacă nu există un câmp magnetic pe acea cale.

Dacă pereții de sticlă ai tubului sunt acoperiți cu material fluorescent, lovitura catodilor împotriva acelui strat produce proiecția luminii.

Thomson a studiat comportamentul razelor catodice și a ajuns la concluziile că razele au călătorit în linii drepte.

De asemenea, că aceste raze ar putea fi deviate de la calea lor prin prezența unui magnet, adică a unui câmp magnetic. În plus, razele puteau deplasa lamele cu forța masei electronilor care circulă, demonstrând astfel că electronii au masă.

JJ Thomson a experimentat variația gazului în interiorul tubului cu raze catodice, dar nu a modificat comportamentul electronilor. De asemenea, razele catodice au încălzit obiecte care au intrat în calea dintre electrozi.

În concluzie, Thomson a arătat că razele catodice au efecte ușoare, mecanice, chimice și termice.

Tuburile cu raze catodice și proprietățile lor de lumină au fost cruciale pentru invenția ulterioară a televiziunii cu tuburi (CTR) și a camerelor video.

Spectrometru de masă

JJ Thomson a creat o primă abordare a spectrometrului de masă . Acest instrument a permis omului de știință să studieze raportul masă / încărcare al tuburilor cu raze catodice și să măsoare cât de mult ele deviază sub influența unui câmp magnetic și cantitatea de energie pe care o transportă.

Cu această cercetare a ajuns la concluzia că razele catodice erau compuse din corpusculi încărcați negativ, care se află în interiorul atomilor, postulând astfel divizibilitatea atomului și dând naștere figurii electronului.

De asemenea, progresele în spectrometria de masă au continuat până în zilele noastre, evoluând în diferite metode pentru a separa electronii de atomi.

În plus, Thomson a fost primul care a sugerat primul ghid de undă în 1893. Acest experiment a constat în propagarea undelor electromagnetice într-o cavitate cilindrică controlată, care a fost realizată pentru prima dată în 1897 de Lordul Rayleigh, un alt laureat Nobel în fizică.

Ghidurile de undă vor fi utilizate pe scară largă în viitor, chiar și astăzi cu transmisie de date și fibră optică.

Moștenirea lui Thomson

Thomson (Th) a fost înființată ca o unitate de măsură de masă în spectrometrie de masă, propusă de chimiștii Cooks și Rockwood, în onoarea lui Thomson.

Această tehnică permite să determine distribuția moleculelor unei substanțe în funcție de masa lor și, să recunoaștem prin aceasta, care sunt prezente într-un eșantion de materie.

Formula lui Thomson (Th):

Lucrări de excepție

• Descărcarea electricității prin gaze, Conducerea electricității prin gaze (1900).
• Teoria corpusculară a materiei, electronul în chimie și reculegeri și reflecții (1907)
• Dincolo de electroni (1928).

Referințe

1. Nobel Media AB (2014). J. Thomson - Biografic. Nobelprize.org. nobelprize.org.
2. Thomson, Joseph J., Conducerea electricității prin gaze. Cambridge, University Press, 1903.
3. Menchaca Rocha, Arturo. Farmecul discret al particulelor elementare.
4. Christen, Hans Rudolf, Fundamentele chimiei generale și anorganice, volumul 1 Barcelona, ​​Spania. Ediciones Reverté SA, 1986.
5. Arzani, Aurora Cortina, Chimie Elementară Generală. Mexic, Editorial Porrúa, 1967.
6. Bucătarii RG, AL Rockwood. Comunitate rapidă. Spectrom de masă 5, 93 (1991).