Explorando El Maravilloso Mundo De La Materia

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación

Liceo Bolivariano “Rómulo Betancourt”

Mérida-Mérida

Mérida, 16 de Junio de 2014

3er año Sección “C”

Nathalia A. Vivas G.

Nº de lista: 16

Introducción

Muchos de nosotros nos maravillamos con las observaciones que podemos hacer a simple vista de nuestro entorno, y del universo cuando vemos las noches estrelladas. Estamos contemplando y observando los fenómenos de la materia que nos rodea y sus propiedades macroscópicas a través de nuestros sentidos. Por eso es posible notar que un material de origen ferroso esta oxidado porque adquiere una coloración rojiza, o es atraído por imanes, conduce electricidad, entre otros.

Sin embargo, para poder describir y entender lo que existe en la estructura más interna de la materia y su funcionamiento, debemos buscar los modelos que nos acerquen a estos universos microscópicos y así poder” observar” lo que no se puede ver a simple vista.

El avance de la ciencia y tecnología, ha permitido conocer la naturaleza de la materia, a través de la construcción de modelos que representan el mundo submicroscópico y nos permiten explicar su estructura y comportamiento, dentro de un conjunto de teorías científi¬cas que le dan sentido y que están en permanente contrastación con la naturaleza.

¡Un viaje al interior de la materia!

Para conocer cómo está formada la materia y cuál es su estructura, se debe hacer un viaje hacia el interior de la misma; vamos a sumergirnos en un mundo submicroscópico, que abarca materiales tan pequeños que ni siquiera pueden verse con el microscopio más potente, a una escala de 1 picómetro (10-12m). Para ello nos remontamos a la antigua Grecia, hace aproximadamente 2.500 años a.C. En aquellos tiempos, los fi¬lósofos griegos pensaban que la materia era una combinación de cuatro elementos fundamentales: aire, tierra, fuego y agua.

Estos pensadores de Grecia también se preguntaron si la materia podía dividirse inde¬finidamente en partes cada vez más pequeñas, o si había una última partícula de materia tan diminuta que no pudiera seguir dividiéndose. Entre los fi-lósofos destaca Demócrito, 460-370 a.C., quien sostenía que todos esos elementos: aire, tierra, fuego y agua, podrían ser divididos en partículas más pequeñas, hasta obtener unas de tamaño diminuto e indivisible, a las que Demócrito llamó átomos. Además pensaba que existían diferentes tipos de átomos según cada tipo de materia.

Mucho tiempo después, podemos resaltar los trabajos experimentales sobre los cambios químicos en la materia de Antoine Lavoisier, químico francés; él observó que la masa antes y después de una reacción no cambiaba, siendo esta idea la que explicaría la regularidad de la conservación de la masa. Entre 1794 y 1799, Joseph Proust observó que la masa de los reactivos siempre se combina entre sí en proporciones definidas de números enteros. Actualmente estos resultados se conocen como ley de la conservación de la masa y ley de las proporciones definidas respectivamente.

John Dalton (1766-1844), químico británico, retomó las ideas antiguas de Demócrito que la materia está formada por partículas indivisibles llamadas átomos, y los resultados de Lavoisier y Proust, y propuso un modelo para explicar lo ocurrido en una reacción química entre sustancias distintas, el cual planteaba cómo era el reacomodo de los átomos en interacción, sin la desaparición de ninguno de ellos, a fi¬n de que se conservara la masa.

Las propuestas teóricas de Dalton acerca del átomo y sus combinaciones, fueron los primeros pasos hacia la teoría atómica. El dio el aporte a la ciencia, de un modelo corpuscular del átomo. De esta forma, asentó en 1.803 los detalles de su teoría atómica, las ideas principales de esta teoría son:

1. Toda la materia está compuesta por partículas submicroscópicas indivisibles, denominadas átomos, a los que imaginaba como esferas indivisibles, separadas e indestructibles

2. Todos los elementos están formados por átomos, que mantienen su identidad en un cambio químico, el cual ocurre cuando se reacomodan los componentes (átomos) de la materia, formado otros compuestos.

3. Los átomos de un mismo elemento químico son todos iguales entre sí y diferentes a los átomos de otros elementos, en cuanto a su forma, tamaño y masa

4. Una molécula se forma al unirse los átomos de dos o más elementos, los cuales se combinan en proporciones constantes y sencillas, en números enteros.

Hacia lo más interno del átomo

La palabra eléctrico viene del término griego “ELEKTRON” que signi¬ca ámbar. A pesar de estos aportes de los griegos, tuvieron que pasar varios siglos antes de que William Gilbert observara que había otros cuerpos como el ámbar, que al frotarlos ejercían atracción sobre cualquier otro cuerpo. Como la designación griega que corresponde al ámbar es elektron, Gilbert comenzó a usar el término “eléctrico” para referirse a todo cuerpo que se comportaba como el ámbar, con lo cual surgieron las expresiones “electricidad”, “electrizar”. “electrización”, entre otras…

En nuestra vida diaria estamos rodeados de fenómenos que se producen en la naturaleza, como por ejemplo, los rayos producidos en las tormentas, los cuales son un fenómeno electrostático macroscópico. A partir de las evidencias de estos fenómenos se continuó con el estudio de la naturaleza interna de la materia, lo cual permitió penetrar en la estructura misma del átomo y tener mayor idea de sus características.

¡El átomo tiene cargas eléctricas!

Al mismo tiempo que se realizaban continuos experimentos con la materia, para poder establecer a que se deben los cambios y transformaciones químicas en las reacciones, se estaban haciendo investigaciones exhaustivas sobre la naturaleza conductora de electricidad de algunos elementos metálicos.

En 1800, Humphy Davy, químico inglés, publicó algunas evidencias sobre la estructura atómica, pues encontró que al hacer pasar una corriente eléctrica a través de algunos materiales, estos se descomponían. Por esta razón, Davy sugirió que los elementos de un compuesto químico, se mantenían unidos por fuerzas eléctricas.

Para 1834, Michael Faraday, físico y químico británico, determinó la relación cuantitativa entre la cantidad de electricidad que se consumía en la electrólisis y evidenció que la electricidad producía cambios químicos en la materia.

Al estudiar los trabajos de Fara day, George Stoney, sugirió en 1874 que los átomos llevaban consigo unidades de cargas eléctricas, a las que llamaría “electrón”.

Posteriormente, en 1897, un físico británico, Joseph J. Thomson, a través de las evidencias encontradas por sus antecesores, planteó que el modelo atómico de Dalton, de la esfera sólida, no podía dividirse en partes menores, lo cual no permitía explicar este comportamiento eléctrico de la materia.

J.J. Thomson llegó a esta conclusión por las evidencias encontradas en su experimento. El experimento más conocido de Thomson consistió en usar tubos al vacío del cual se extrajeron todos los gases. En cada extremo del tubo se colocó una pieza metálica llamada electrodo conectada a una terminal metálica fuera del tubo. Al encender la fuente, se establece entre los electrodos un alto voltaje, entre 10.000 voltios y 20.000 voltios. El electrodo negativo, llamado por convención cátodo, se calienta y emite una descarga eléctrica, un rayo, que viaja hacia el electrodo positivo llamado ánodo. Estos rayos son invisibles, por ello al salir por un agujero e impactar con una pantalla impregnada de un material fosforescente, esta brillaba. A estos rayos los conocemos como Rayos catódicos.

A partir las evidencias experimentales, J. J Thomson planteó que los rayos catódicos tenían que estar constituidos por partículas indivisibles con carga negativa a las que llamó corpúsculos de electricidad, que se tenían que desprender de los átomos del cátodo. Con lo cual concluyó que el átomo tenía que ser divisible, y que estás partículas subatómicas tenían carga eléctrica.

Con base a los experimentos de J. J Thomson, los cientí¬ficos concluyeron que los átomos no eran esferas compactas, indivisibles y sin carga, sino algo formado por partículas con carga eléctrica, llamadas partículas subatómicas, siendo el electrón una de estas partículas ya identi¬ficadas experimentalmente.

En 1886, el físico alemán Eugen Goldstein, llevó a cabo algunos experimentos con un nuevo tubo, el tubo de Crookes, cuyo cátodo era un disco metálico lleno de orificios. Con este aparato, Goldstein observó no solo la corriente de electrones emitidas por el cátodo, sino además otros rayos en la región situada detrás del cátodo que debían ser

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