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Biografia de Joseph Thomson e contribuições para a ciência e a química
Joseph John Thomson Ele era um químico proeminente para várias contribuições, como a descoberta do elétron, seu modelo atômico, a descoberta dos isótopos ou o experimento dos raios catódicos.
nasceu em Cheetham Hill, um bairro de Manchester, Inglaterra, em 18 de dezembro de 1856. Também conhecido como "J.J." Thomson, estudou engenharia na Owens College, agora parte da Universidade de Manchester, e depois matemática na Universidade de Cambridge.
Em 1890, J. J. Thomson casado Rose Paget Elizabeth, filha de Sir Edward George Paget médico, com quem teve dois filhos: uma menina chamada Joan Paget Thomson, e um menino, George Paget Thomson.
Este último se tornaria um cientista famoso, obtendo em 1937, um Prêmio Nobel de Física por seu trabalho com elétrons.
Desde tenra idade, Thomson concentrou seus estudos na estrutura dos átomos, descobrindo assim a existência de elétrons e isótopos, entre muitas outras contribuições.
Em 1906, Thomson recebeu o Prêmio Nobel de Física "em reconhecimento dos grandes méritos de sua pesquisa teórica e experimental sobre a condução de eletricidade através de gases", entre muitos outros prêmios por seu trabalho. (1)
Em 1908, ele foi condecorado pela coroa britânica e serviu como professor honorário de física em Cambridge e no Royal Institute, em Londres.
Ele faleceu em 30 de agosto de 1940, aos 83 anos, na cidade de Cambridge, no Reino Unido. O físico foi enterrado na Abadia de Westminster, perto do túmulo de Sir Isaac Newton. (2)
Índice
- 1 Principais contribuições da Thomson para a ciência
- 1.1 Descoberta do elétron
- 1.2 modelo atômico de Thomson
- 1.3 Separação de átomos
- 1.4 Descoberta dos isótopos
- 1.5 Experiências com raios catódicos
- 1,6 espectrômetro de massa
- 2 legado de Thomson
- 3 trabalhos em destaque
- 4 referências
Principais contribuições de Thomson para a ciência
Descoberta do elétron
Em 1897, J.J. Thomson descobriu uma nova partícula mais leve que o hidrogênio, chamada de "elétron".
O hidrogênio foi considerado uma unidade de medida do peso atômico. Até aquele momento, o átomo era a menor divisão da matéria.
Nesse sentido, Thomson foi o primeiro a descobrir as partículas subatômicas corpusculares negativamente carregadas.
Modelo atômico de Thomson
O modelo atômico de Thomson foi a estrutura que o físico inglês atribuiu aos átomos. Para o cientista, os átomos eram uma esfera de carga positiva.
Ali, os electrões de carga negativa uniformemente distribuídos através da nuvem de carregado positivamente, ou seja, que neutraliza a carga positiva da massa do átomo está embutida.
Este novo modelo substitui desenvolvido por Dalton e mais tarde ser refutada por Rutherford, um discípulo de Thomson no Laboratório Cavendish, em Cambridge.
Separação de átomos
Thomson usou os raios positivos ou anódicos para separar átomos de massa diferente. Esse método permitiu calcular a eletricidade transportada por cada átomo e o número de moléculas por centímetro cúbico.
Ao ser capaz de dividir átomos de diferentes massas e cargas, o físico descobriu a existência de isótopos. Também desta forma, seu estudo de raios positivos produziu um grande avanço em direção à espectrometria de massa.
Descoberta dos isótopos
J.J. Thomson descobriu que os íons de néon tinham massas diferentes, isto é, diferentes pesos atômicos. Foi assim que Thomson mostrou que o neon tem dois subtipos de isótopos, neon-20 e neon-22.
Os isótopos, estudados até hoje, são átomos do mesmo elemento, mas seus núcleos têm diferentes números de massa, uma vez que são compostos de diferentes quantidades de nêutrons em seu centro.
Experimentos com raios catódicos
Os raios catódicos são fluxos de elétrons em tubos de vácuo, ou seja, tubos de vidro com dois eletrodos, um positivo e outro negativo.
Quando o eléctrodo negativo é aquecida, também chamado cátodo, emite radiação que é orientada para o eléctrodo positivo, ou ânodo, em linha recta, se nenhum campo magnético não é apresentada nessa forma.
Se as paredes do vidro do tubo estiverem cobertas com material fluorescente, o impacto dos cátodos contra essa camada produz a projeção de luz.
Thomson estudou o comportamento dos raios catódicos e chegou à conclusão de que os raios se propagavam em linha reta.
Além disso, esses raios poderiam ser desviados de sua trajetória pela presença de um imã, isto é, de um campo magnético. Além disso, os raios podiam mover as lâminas com a força da massa de elétrons circulando, demonstrando assim que os elétrons tinham massa.
J.J. Thomson experimentou variar o gás dentro do tubo de raios catódicos, mas o comportamento dos elétrons não variou. Além disso, os raios catódicos aqueciam os objetos que ficavam no caminho entre os eletrodos.
Em conclusão, Thomson mostrou que os raios catódicos tinham efeitos de iluminação, mecânicos, químicos e térmicos.
Os tubos de raios catódicos e suas propriedades luminosas foram transcendentais para a posterior invenção da televisão de tubo (CTR) e das câmeras de vídeo.
Espectrômetro de massa
J.J. Thomson criou uma primeira aproximação para espectrômetro de massa. Esta ferramenta permitiu ao cientista estudar a relação massa / carga dos tubos de raios catódicos e medir o quanto eles são desviados pela influência de um campo magnético e da quantidade de energia que eles carregam.
Com esta investigação ele chegou à conclusão de que os raios catódicos eram compostos de corpúsculos carregados negativamente, que estão dentro dos átomos, postulando assim a divisibilidade do átomo e dando origem à figura do elétron.
Da mesma forma, os avanços na espectrometria de massa continuaram até o presente, evoluindo em diferentes métodos para separar os elétrons dos átomos.
Além disso, Thomson foi o primeiro a sugerir o primeiro guia de ondas em 1893. Este experimento consistia em propagar ondas eletromagnéticas dentro de uma cavidade cilíndrica controlada, que foi realizada pela primeira vez em 1897 por Lord Rayleigh, outro Prêmio Nobel de Física.
Os guias de onda seriam amplamente utilizados no futuro, mesmo agora com transmissão de dados e fibra ótica.
O legado de Thomson
O Thomson (Th) foi estabelecido como uma unidade de medição de carga em massa em espectrometria de massa, proposta pelos químicos Cooks e Rockwood, em homenagem a Thomson.
Essa técnica permite determinar a distribuição das moléculas de uma substância de acordo com sua massa e, reconhecendo por isso, que estão presentes em uma amostra de matéria.
Fórmula de Thomson (Th):
Trabalhos em destaque
- O Descarga da Eletricidade Através de Gases, Condução de Eletricidade Através de Gases (1900).
- Teoria Corpuscular da Matéria, Elétron in Chemistry and Remolections and Reflections (1907).
- Além do elétron (1928).
Referências
- Nobel Media AB (2014). J. Thomson - Biográfico. Nobelprize.org. nobelprize.org
- Thomson, Joseph J., Condução de eletricidade através de gases.Cambridge, University Press, 1903.
- Menchaca Rocha, Arturo. O encanto discreto das partículas elementares.
- Christen, Hans Rudolf, Fundamentos da química geral e inorgânica, Volume 1. Barcelona Espanha. Ediciones Reverté S.A., 1986.
- Arzani, Aurora Cortina, Química Geral Elementar.México, Editorial Porrúa, 1967.
- R. G. Cooks, A. L. Rockwood. Rapid Commun. Espectro de Massa. 5, 93 (1991).