J J Thomson Descubridor del electrn Informacin de

J. J. Thomson Descubridor del electrón

Información de fondo • • Rayos catódicos Formar cuando el alto voltaje es aplicado a través electrodos en un tubo parcialmente evacuado. Originar en el cátodo (el electrodo negativo) y movimiento al ánodo (electrodo positivo) Llevar la energía y puede hacer el trabajo Viajar en líneas rectas en la ausencia de campo externo

Un tubo catódico Fuente de Eléctrico Potencial Corriente de la negativa partículas (electrones) Plateado de metal De gas tubo de cristal Plateado de metal

Experimento del rayo catódico Experimentación 1897 • Usar un tubo catódico, Thomson podía desviar rayos catódicos con campo eléctrico. • Los rayos doblados hacia el poste positivo, indicando que están negativamente cargado.

El efecto de una obstrucción encendido Rayos catódicos Alto voltaje fuente de alto voltaje sombra cátodo de color verde amari fluorescencia

El efecto de un campo eléctrico encendido Rayos catódicos fuente de alto voltaje Alto voltaje cátodo _ negativo placa + ánodo positivo placa

Experimento del rayo catódico Voltios Dislocación Ánodos/colimadores Cátodo + Desviación región Región de la deriva

Cálculos de Thomson Experimento del rayo catódico • Thomson utilizó los campos magnéticos y eléctricos para medir y calcular el cociente de la masa del rayo catódico a su carga. longitud de eléctrico carga de longitud de x x x partícula del rayo campo región de la desviación Eléctrico = región de la deriva desviación masa del rayo velocidad de 2 x partícula del rayo longitud de magnético carga de longitud de x x x Magnético partícula del rayo campo región de la desviación = región de la deriva desviación masa del rayo velocidad de x partícula del rayo desviación magnética desviación eléctrica = campo magnético campo eléctrico velocidad x

Conclusiones • Él comparó el valor con el cociente total de la carga para la partícula cargada más ligera. • partícula pesó 1/1000 tanto como el hidrógeno, el más ligero Por la comparación, Thomson estimaba que el rayo catódico la átomo. • Él concluyó que los átomos contienen las partículas subatómicas - átomos ser divisible en partículas más pequeñas. • El postulado de este Dalton contradicho conclusión y no era aceptado extensamente por los físicos y los químicos compañeros de su día. Puesto que cualquier material del electrodo produce un rayo idéntico, cátodo las partículas del rayo están presentes en todos los tipos de materia - un universal negativamente - la •

¿Qué J. J. Thomson tiene que tan hacer con espec. de la masa? • Apenas como J. J. Thomson utilizó un campo magnético para afectar a partículas cargadas, hace tan una masa espectrómetro. negativo fuente de _ placa alto voltaje • La máquina clasifica los iones según su masa al Alto voltaje cociente de carga, algo Thomson podía calcular ánodo positivo para usar del electrón los resultados+ de sus placa experimentos del rayo catódico. cátodo

¿Cuál es espectrometría total? La espectrometría total es una técnica usada para separar a sustancia en los iones basados en su Massachusetts. Las moléculas son bombardeadas por las partículas de alta energía esa causa ellas para perder un electrón y para llevar +1 carga. Estos iones experimentan la fragmentación adicional producir iones positivos más pequeños. El espectro producido traza la intensidad (abundancia de los iones) contra los iones' masa-a-cargan cociente.

Detector placa Ion-aceleración campo eléctrico Menos iones masivos acelerado Viga de ion Iones positivos Muestra La mayoría masivo iones Haz electrónico Rajas Campo magnético Aparato de la calefacción para vaporizar la muestra Espectrómetros totales que rompen para arriba las moléculas

Espectrofotómetro total campo magnético el más pesado iones corriente de iones de diferente masas electrón viga gas el más ligero iones

Componentes de un espectrómetro total Señal procesador Entrada Fuente Analizador Detector Vacío Entrada - se asegura de que la muestra entre en la máquina con pérdida mínima Fuente - se ionizan los componentes de la muestra (el método por el cual esto es hecha depende de espectrómetro total específico que es utilizado. ) Analizador - acelera el ion y los separa Detector - expedientes la carga inducida cuando un ion pasa cerca o golpea una superficie.

La operación general de un espectrómetro total es: 1. crear los iones en fase gaseosa 2. separar los iones basados en su masa-a-cargan cociente 3. medir la cantidad de iones de cada masa-a-cargan cociente Haz electrónico Campo magnético Dobla la trayectoria de cargado Partículas Molecular Fuente Aceleración del ion Arsenal Colector Salir la raja Ho

Espectrometría total 198 200 202 Placa fotográfica 196 199 201 204 - + Corriente de iones positivos Espectro total del vapor de mercurio

Espectro total para el Mercury (El expediente fotográfico se ha convertido a una escala del número relativo de átomos) Número relativo de átomos La abundancia natural del por ciento para el mercurio los isótopos están: 30 25 20 15 10 5 Hg-196 0. 146% Hg-198 10. 02% Hg-199 16. 84% Hg-200 23. 13% Hg-201 13. 22% Hg-202 29. 80% Hg-204 6. 85% 198 200 202 196 199 201 204 Espectro total del vapor de mercurio 196 197 198 199 200 201 202 203 204 Número total

80 Hect 200. 59 La abundancia natural del por ciento para el mercurio los isótopos están: A Hg-196 0. 146% B Hg-198 10. 02% C D Hg-199 16. 84% E Hg-200 23. 13% F G Hg-201 13. 22% Hg-202 29. 80% (% “de A”) (formar “A”) + (% “de B”) (la masa “B”) + (% “de C”) (la masa “C”) + (% “de D”) (la masa “D”) + (% “de E”) (la masa “E”) + (% de F) (masa F Hg-204 6. 85% (0. 00146) (196) + (0. 1002) (198) + (0. 1684) (199) + (0. 2313) (200) + (0. 1322) (201) + (0. 2980) (202) + (0. 0685) (204) = x 0. 28616 + 19. 8396 + 33. 5116 + 46. 2600 + 26. 5722 + 60. 1960 + 13. 974 = x amu x = 200. 63956

17 Cl 35. 453 • Asumir que usted tiene solamente dos átomos de clorina. Un átomo tiene una masa del amu 35 (Cl-35) El otro átomo tiene una masa del amu 36 (Cl-36) • ¿Cuál es la masa media de estos dos isótopos? • • • amu 35. 5 La mirada de la masa atómica media imprimió en tabla periódica… aproximadamente qué porcentaje es Cl-35 ¿y Cl-36? El 55% Cl-35 y el 45% Cl-36 es una buena aproximación

17 Cl 35. 453 Usando nuestros % estimados de los datos de la abundancia El 55% Cl-35 y el 45% Cl-36 calcular una masa atómica media para la clorina. Masa atómica media = (% de la abundancia del isótopo “A”) (formar “A”) + (% “de B”) (masa “B”) AAM = (% de la abundancia del isótopo Cl-35) (masa Cl-35) + (% de la abundancia de Cl-36) (ma AAM = (0. 55) (amu 35) + (0. 45) (amu 36) AAM = (amu 19. 25) + (amu 16. 2) AAM = amu 35. 45

¿Cuál es la masa consiguió hacer con ella? v. Un campo eléctrico o magnético puede desviar cargado partículas. v Las partículas tienen energía cinética mientras que se mueven a través un campo magnético (KE=1/2 mv 2). v. Inercia de las partículas la' depende de su Massachusetts. v Un analizador total puede dirigir ciertas masas a el detector basado en su masa-a-carga los cocientes (m/z). por variación del campo eléctrico o magnético. v Los iones en un espectrómetro total llevan típicamente una carga +1 el cociente de m/z es tan equivalente al Massachusetts del ion.

¿Qué un espectro total parece? La intensidad o la abundancia del ion se traza en y-axis. El cociente de m/z se traza en el x-axis. El pico bajo es del ion que es el más abundante y se asigna una intensidad de 100%. El pico molecular del ion, M+, es el pico debido al ion del padre (la molécula original menos un electrón).

Espectro total del dióxido de carbono, CO 2 % DE LA INTENSIDAD DEL PARIENTE el ion molecular se ve en m/z 44. CO 2+ M+ 100 90 80 70 60 50 40 30 C+ 12 20 10 O+ CO+ 28 16 0 m/z 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Los espectros totales reflejan la abundancia de isótopos naturales. Abundancia natural de elementos comunes Hidrógeno Carbón Nitrógeno Oxígeno Sulfuro 1 H = 99. 985% 14 N = 99. 63% 12 C = 98. 90% 16 O = 99. 762% 32 S = 95. 02% 34 S = 4. 21% Clorina Bromo 35 Cl = 75. 77% 2 H = 0. 015% 13 C = 1. 10% 15 N = 0. 37% 17 O = 0. 038% 33 S = 0. 75% 36 S = 0. 02% 37 Cl = 24. 23% 81 Br = 49. 31% 79 Br = 50. 69% 18 O = 0. 200%

Por ejemplo…. Metano Para el carbón 1 en aproximadamente 90 los átomos son carbon-13 El resto es carbon-12 el isótopo es 98. 9% abundantes. Así pues, para el metano aproximadamente 90 las moléculas… 1 carbón son carbon-13

C-13 ¿dónde está Waldo?

Por qué es el espectrómetro total un instrumento analítico importante Los espectrómetros totales se han utilizado en: 1) medecina legal 2) laboratorios orgánicos de la síntesis 3) el análisis de biomoléculas grandes: proteínas y ácidos nucléicos 4) prueba de la droga 5) determinación de la abundancia isotópica 6) identificación de impurezas en farmacéutico productos 7) diagnosis de ciertas enfermedades.

Referencias • • http: //www. aist. go. jp/RIODB/SDBS/ http: //www. infochembio. ethz. ch/links/en/spectrosc_m ass_lehr. html • • http: //dbhs. wvusd. k 12. ca. us/Atomic. Structure/Disc-of. Electron-Intro. html http: //wps. prenhall. com/wps/media/objects/340/3482 72/Instructor_Resources/Chapter_12/47