El electrón: de la electrólisis de Faraday a los rayos catódicos

Introducción a la Estructura Atómica: La Búsqueda de Partículas Subatómicas

Sobre 1870, se sospechaba que los átomos estaban constituidos por partículas más simples, lo que impulsó el inicio de su búsqueda y estudio.

La Electrólisis y el Concepto de Iones

Si se aplica una diferencia de potencial a un recipiente que contiene una sal fundida o disuelta, se observa el paso de corriente. Este fenómeno es conocido como electrólisis.

El científico Michael Faraday (1791-1867) fue quien obtuvo las leyes que rigen este proceso.

Faraday supuso que en la cubeta existen partículas con cargas de distinto signo, denominadas iones, que se mueven y conducen la electricidad.

Dividiendo la carga total que atraviesa el recipiente por el número de átomos depositados, se determinó la carga que posee cada ión. Esta carga resultó ser un múltiplo entero de una cantidad mínima, a la que posteriormente se denominó electrón.

Rayos Catódicos: El Descubrimiento del Electrón

A mediados del siglo XIX, la investigación se centró en la conductividad de los gases utilizando tubos de descarga a baja presión.

El Experimento del Tubo de Descarga

Al establecer entre los electrodos una diferencia de potencial alta (más de 10,000 V), el gas era atravesado por unos rayos procedentes del cátodo, los rayos catódicos, emitiéndose una luz característica para cada gas.

El ánodo y el cátodo se hallan conectados a una fuente de alto voltaje. En el tubo de vidrio se encuentra un gas a baja presión.

Propiedades y Naturaleza de los Rayos Catódicos

Mediante diversos experimentos, se lograron determinar las propiedades fundamentales de estos rayos:

1. Desplazamiento y Trayectoria

   Con este experimento se averiguó cómo se desplazaban los rayos y se pudo observar que los mismos se desplazaban en línea recta y producían un destello al llegar a una pantalla formada por una sustancia fluorescente.

2. Origen de los Rayos

   Interponiendo un objeto metálico opaco en el camino de los rayos (como se muestra en la figura), se observó que se formaba una sombra en la pared opuesta al cátodo. Esto indicaba que los rayos partían del cátodo. Por eso se los llama RAYOS CATÓDICOS.

3. Determinación de la Masa

   En el camino de los rayos se interpuso una pequeña rueda. Se observó que la rueda giraba como consecuencia del paso de los rayos. Por lo tanto, se concluyó que los rayos poseían masa.

4. Determinación de la Carga

   Utilizando un campo eléctrico o un campo magnético, se comprobó que los rayos se desviaban, alejándose del polo negativo del campo y acercándose al polo positivo. Este comportamiento indicaba que los rayos eran partículas negativas.