4.9: Protones

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¿Puedes ponerle nombre a este auto?

Describir lo que podemos ver es un asunto bastante fácil. Si se nos pide que describamos el auto deportivo que se ilustra a continuación, todos podríamos llegar rápidamente a una descripción bastante precisa. Una persona conocedora de los autos incluiría más detalles, pero todos tendrían la información básica en su descripción.

¿Qué hace que la descripción sea fácil de idear? Podemos verlo, tenemos un lenguaje común para describirlo (tamaño, color, construcción), y tenemos una idea básica de lo que es (un automóvil, no una casa o un árbol). Los científicos tienen muchas más dificultades para describir cosas que no pueden ver. No hay manera de mirar directamente a un átomo y ver su estructura detallada. Cuando se hace un descubrimiento por primera vez, a menudo no hay lenguaje que usar para decirle a los demás exactamente qué es. Este era el problema al hablar del átomo y su estructura.

Uniendo las piezas del rompecabezas

La investigación se basa en sí misma: una pieza se conecta con otra. A veces el rompecabezas no parece tener sentido porque algunas de las piezas faltan en este momento. Cada hallazgo da una imagen más clara del conjunto y también plantea nuevas preguntas. El trabajo de detective que llevó al descubrimiento del protón se construyó a partir de encontrar piezas del rompecabezas y armarlas de la manera correcta.

El electrón fue descubierto usando un tubo de rayos catódicos. Se pasó una corriente eléctrica del cátodo (el polo negativo) al ánodo (polo positivo). Varios experimentos mostraron que las partículas se emitieron en el cátodo y que estas partículas tenían una carga negativa. Estos experimentos demostraron la presencia de electrones.

Si los rayos catódicos son electrones que son emitidos por los átomos metálicos del cátodo, entonces ¿qué queda de los átomos que han perdido esos electrones? Sabemos varias cosas básicas sobre las cargas eléctricas. Son transportados por partículas de materia. El experimento de Millikan demostró que existen como múltiplos de números enteros de una sola unidad básica. Los átomos no tienen carga eléctrica general, lo que significa que todos y cada uno de los átomos contienen un número exactamente igual de partículas cargadas positiva y negativamente. Un átomo de hidrógeno es el tipo de átomo más simple con un solo electrón. Cuando ese electrón es eliminado, una partícula cargada positivamente debe permanecer.

Descubrimiento del protón

En 1886, Eugene Goldstein (1850-1930) descubrió pruebas de la existencia de esta partícula cargada positivamente. Usando un tubo de rayos catódicos con agujeros en el cátodo, notó que había rayos viajando en dirección opuesta a los rayos catódicos. Llamó a estos rayos de canal y demostró que estaban compuestos por partículas cargadas positivamente. El protón es la partícula subatómica cargada positivamente presente en todos los átomos. La masa del protón es aproximadamente 1840 veces la masa del electrón.

Resumen

Cuando se elimina un electrón de un átomo de hidrógeno, queda un protón.
Goldstein observó rayos viajando en dirección opuesta a los rayos catódicos en un tubo de rayos catódicos.
Demostró que estos rayos eran partículas positivas y llamó a los rayos del canal.

Revisar

¿Por qué es fácil describir las cosas que podemos ver?
¿Por qué los investigadores creían que la partícula que quedaba después de que se emitieran electrones como rayos catódicos tenía que ser positiva
Los átomos, que siempre son neutros en la carga eléctrica, contienen electrones así como protones y neutrones. Un electrón tiene una carga eléctrica de -1. Si un átomo tiene tres electrones, inferir cuántos protones tiene.
¿Cuántos electrones se necesitan para pesar lo mismo que un protón?