Joseph Thomson Biographie et contributions à la science et à la chimie

Joseph John Thomson Il était un chimiste de premier plan pour diverses contributions, telles que la découverte de l'électron, son modèle atomique, la découverte des isotopes ou l'expérience des rayons cathodiques.

est né à Cheetham Hill, un quartier de Manchester, en Angleterre, le 18 Décembre 1856. Aussi connu comme « J.J. » Thomson, étudié l'ingénierie à Owens College, fait maintenant partie de l'Université de Manchester, puis les mathématiques à Cambridge.

En 1890, J. J. Thomson a épousé Rose Paget Elizabeth, fille de Sir Edward George Paget médecin, avec qui a eu deux enfants: une fille nommée Joan Paget Thomson, et un garçon, George Paget Thomson.

Ce dernier deviendrait un scientifique célèbre, obtenant en 1937 un prix Nobel de physique pour ses travaux sur les électrons.

Dès son plus jeune âge, Thomson a concentré ses études sur la structure des atomes, découvrant ainsi l'existence des électrons et des isotopes, parmi de nombreuses autres contributions.

En 1906, Thomson a reçu le prix Nobel de physique, « en reconnaissance des grands mérites de ses recherches théoriques et expérimentales sur la conduction de l'électricité par les gaz », parmi beaucoup d'autres prix pour son travail. (1)

En 1908, il a été fait chevalier par la couronne britannique et a été professeur honoraire de physique à Cambridge et au Royal Institute de Londres.

Il mourut le 30 août 1940 à l'âge de 83 ans à Cambridge, au Royaume-Uni. Le physicien a été enterré dans l'abbaye de Westminster, près de la tombe de Sir Isaac Newton. (2)

Index

• 1 Les principales contributions de Thomson à la science
  • 1.1 Découverte de l'électron
  • 1.2 Le modèle atomique de Thomson
  • 1.3 Séparation des atomes
  • 1.4 Découverte des isotopes
  • 1.5 Expériences avec des rayons cathodiques
  • 1.6 spectromètre de masse
• 2 L'héritage de Thomson
• 3 œuvres en vedette
• 4 références

Principales contributions de Thomson à la science

Découverte de l'électron

En 1897, J.J. Thomson a découvert une nouvelle particule plus légère que l'hydrogène, appelée "électron".

L'hydrogène était considéré comme une unité de mesure du poids atomique. Jusqu'à ce moment, l'atome était la plus petite division de matière.

En ce sens, Thomson a été le premier à découvrir les particules subatomiques corpusculaires chargées négativement.

Modèle atomique de Thomson

Le modèle atomique de Thomson était la structure que le physicien anglais attribuait aux atomes. Pour le scientifique, les atomes étaient une sphère de charge positive.

Là, les électrons chargés négativement uniformément répartis sur le nuage de chargé positivement, à savoir que la charge positive neutralise de la masse de l'atome est incrustée.

Ce nouveau modèle développé par Dalton remplace et plus tard être réfutée par Rutherford, un disciple de Thomson dans le laboratoire Cavendish, Cambridge.

Séparation des atomes

Thomson a utilisé les rayons positifs ou anodiques pour séparer les atomes de masse différente. Cette méthode lui a permis de calculer l’électricité transportée par chaque atome et le nombre de molécules par centimètre cube.

En pouvant diviser des atomes de masse et de charge différentes, le physicien a découvert l'existence d'isotopes. De cette manière, son étude des rayons positifs a permis une avancée considérable vers la spectrométrie de masse.

Découverte des isotopes

J.J. Thomson a découvert que les ions néon avaient des masses différentes, à savoir des poids atomiques différents. C'est ainsi que Thomson a montré que le néon comporte deux sous-types d'isotopes, le néon-20 et le néon-22.

Les isotopes, étudiés à ce jour, sont des atomes du même élément mais leurs noyaux ont des nombres de masse différents, car ils sont composés de différentes quantités de neutrons en leur centre.

Expériences avec des rayons cathodiques 

Les rayons cathodiques sont des flux d'électrons dans des tubes à vide, c'est-à-dire des tubes de verre avec deux électrodes, une positive et une négative.

Lorsque l'électrode négative est cathode chauffée, également appelé, émet un rayonnement qui est dirigé vers l'électrode positive ou anode, en ligne droite, si aucun champ magnétique n'a pas présenté de cette manière.

Si les parois du verre du tube sont recouvertes d'un matériau fluorescent, le choc des cathodes contre cette couche produit la projection de lumière.

Thomson a étudié le comportement des rayons cathodiques et est arrivé à la conclusion que les rayons se propageaient en ligne droite.

De plus, ces rayons pourraient être déviés de leur trajectoire par la présence d’un aimant, c’est-à-dire d’un champ magnétique. De plus, les rayons pouvaient déplacer les lames avec la force de la masse d'électrons circulant, démontrant ainsi que les électrons avaient une masse.

J.J. Thomson a essayé de faire varier le gaz à l'intérieur du tube cathodique, mais le comportement des électrons ne variait pas. De plus, les rayons de la cathode réchauffaient les objets entre les électrodes.

En conclusion, Thomson avait montré que les rayons cathodiques avaient des effets d'éclairage, mécaniques, chimiques et thermiques.

Les tubes à rayons cathodiques et leurs propriétés lumineuses étaient transcendants pour l'invention ultérieure de la télévision par câble (CTR) et des caméras vidéo. 

Spécomètre de masse

J.J. Thomson a créé une première approximation de spectromètre de masse. Cet outil a permis au scientifique d'étudier le rapport masse / charge des tubes cathodiques et de mesurer leur influence par l'influence d'un champ magnétique et la quantité d'énergie qu'ils transportent.

Avec cette enquête, il en vint à la conclusion que les rayons cathodiques étaient composés de corpuscules chargés négativement, qui sont à l'intérieur des atomes, postulant ainsi la divisibilité de l'atome et donnant naissance à la figure de l'électron.

De même, les progrès de la spectrométrie de masse se sont poursuivis jusqu'à présent, évoluant dans différentes méthodes pour séparer les électrons des atomes.

En outre, Thomson a été le premier à suggérer le premier guide d'ondes en 1893. Cette expérience consistait à propager des ondes électromagnétiques dans une cavité cylindrique contrôlée, créée en 1897 par Lord Rayleigh, un autre prix Nobel de physique.

Les guides d'ondes seraient largement utilisés à l'avenir, même maintenant avec la transmission de données et la fibre optique.

L'héritage de Thomson

Le Thomson (Th) a été créé en tant qu'unité de mesure de masse en spectrométrie de masse, proposée par les chimistes Cooks et Rockwood, en l'honneur de Thomson.

Cette technique permet de déterminer la distribution des molécules d'une substance en fonction de sa masse et, reconnaissant par celle-ci, qui sont présentes dans un échantillon de matière.

La formule de Thomson (Th):

Oeuvres en vedette

• Le fossé de l'électricité par les gaz, conduction de l'électricité par les gaz (1900).
• La théorie corpusculaire de la matière, l'électron dans la chimie et les souvenirs et les réflexions (1907).
• Au-delà de l'électron (1928).

Références

1. Nobel Media AB (2014). J. Thomson - Biographique. Nobelprize.org. nobelprize.org
2. Thomson, Joseph J., Conduction de l'électricité par les gaz.Cambridge, University Press, 1903.
3. Menchaca Rocha, Arturo. Le charme discret des particules élémentaires.
4. Christen, Hans Rudolf, Principes fondamentaux de la chimie générale et inorganique, volume 1. Barcelone Espagne. Ediciones Reverté S.A., 1986.
5. Arzani, Aurora Cortina, Chimie générale élémentaire.Mexico, Editorial Porrúa, 1967.
6. R. G. Cooks, A. L. Rockwood. Rapid Commun. Spectre de masse. 5, 93 (1991).