JOSEPH THOMSON: BIOGRAPHIE UND BEITRÄGE ZU WISSENSCHAFT UND CHEMIE - CHEMIE - 2025

Joseph John Thomson war ein hervorragender Chemiker für verschiedene Beiträge, wie die Entdeckung des Elektrons, seines Atommodells, die Entdeckung von Isotopen oder das Kathodenstrahl-Experiment.

Er wurde am 18. Dezember 1856 in Cheetam Hill, einem Stadtteil von Manchester, England, geboren. Er war auch als „JJ“ Thomson bekannt und studierte Ingenieurwissenschaften am Owens College, heute Teil der Universität von Manchester, und später Mathematik in Cambridge.

1890 heiratete JJ Thomson Rose Elizabeth Paget, die Tochter des Arztes Sir Edward George Paget, mit dem er zwei Kinder hatte: ein Mädchen namens Joan Paget Thomson und einen Jungen namens George Paget Thomson.

Letzterer wurde ein berühmter Wissenschaftler, der 1937 einen Nobelpreis für Physik für seine Arbeit mit Elektronen erhielt.

Schon in jungen Jahren konzentrierte sich Thomson in seinen Studien auf die Struktur von Atomen und entdeckte so unter anderem die Existenz von Elektronen und Isotopen.

Im Jahr 1906 erhielt Thomson den Nobelpreis für Physik, "in Anerkennung des großen Verdienstes seiner theoretischen und experimentellen Forschung zur Leitung von Elektrizität durch Gase", unter anderem für seine Arbeit. (einer)

1908 wurde er von der britischen Krone zum Ritter geschlagen und war Honorarprofessor für Physik in Cambridge und am Royal Institute in London.

Er starb am 30. August 1940 im Alter von 83 Jahren in der Stadt Cambridge, Großbritannien. Der Physiker wurde in der Westminster Abbey in der Nähe des Grabes von Sir Isaac Newton beigesetzt. (zwei)

Thomsons Hauptbeiträge zur Wissenschaft

Entdeckung des Elektrons

Im Jahr 1897 entdeckte JJ Thomson ein neues Teilchen, das leichter als Wasserstoff ist und "Elektron" genannt wurde.

Wasserstoff wurde als Maßeinheit für das Atomgewicht angesehen. Bis zu diesem Moment war das Atom die kleinste Teilung der Materie.

In diesem Sinne war Thomson der erste, der negativ geladene korpuskuläre subatomare Partikel entdeckte.

Thomsons Atommodell

Thomsons Atommodell war die Struktur, die der englische Physiker Atomen zuschrieb. Für den Wissenschaftler waren Atome eine Kugel positiver Ladung.

Dort wurden die Elektronen negativer Ladung eingebettet, die gleichmäßig auf dieser Wolke positiver Ladung verteilt waren, dh die positive Ladung der Masse des Atoms neutralisierten.

Dieses neue Modell ersetzt das von Dalton entwickelte und wird später von Rutherford, einem Schüler von Thomson in den Cavendish Laboratories, Cambridge, widerlegt.

Atomtrennung

Thomson verwendete positive oder anodische Strahlen, um Atome unterschiedlicher Masse zu trennen. Diese Methode ermöglichte es ihm, die von jedem Atom getragene Elektrizität und die Anzahl der Moleküle pro Kubikzentimeter zu berechnen.

Durch die Möglichkeit, Atome unterschiedlicher Masse und Ladung zu teilen, entdeckte der Physiker die Existenz von Isotopen. Auch auf diese Weise brachte er mit seiner Untersuchung positiver Strahlen einen großen Fortschritt in Richtung Massenspektrometrie.

Entdeckung von Isotopen

JJ Thomson entdeckte, dass Neonionen unterschiedliche Massen hatten, dh unterschiedliche Atomgewichte. So zeigte Thomson, dass Neon zwei Isotopensubtypen aufweist, Neon-20 und Neon-22.

Bis heute untersuchte Isotope sind Atome desselben Elements, aber ihre Kerne haben unterschiedliche Massenzahlen, da sie in ihrem Zentrum aus unterschiedlichen Mengen an Neutronen bestehen.

Kathodenstrahlversuche

Kathodenstrahlen sind Elektronenströme in Vakuumröhren, dh Glasröhren mit zwei Elektroden, einer positiven und einer negativen.

Wenn die negative Elektrode oder auch Kathode genannt, erwärmt wird, sendet sie Strahlung aus, die in einer geraden Linie auf die positive Elektrode oder Anode gerichtet ist, wenn auf diesem Weg kein Magnetfeld vorhanden ist.

Wenn die Glaswände der Röhre mit fluoreszierendem Material bedeckt sind, erzeugt der Aufprall der Kathoden gegen diese Schicht die Lichtprojektion.

Thomson untersuchte das Verhalten von Kathodenstrahlen und kam zu dem Schluss, dass sich die Strahlen in geraden Linien bewegten.

Auch, dass diese Strahlen durch die Anwesenheit eines Magneten, dh eines Magnetfelds, von ihrem Weg abgelenkt werden könnten. Zusätzlich könnten die Strahlen die Schaufeln mit der Kraft der Masse der zirkulierenden Elektronen bewegen, was zeigt, dass die Elektronen Masse hatten.

JJ Thomson experimentierte mit der Variation des Gases in der Kathodenstrahlröhre, veränderte jedoch nicht das Verhalten der Elektronen. Außerdem erhitzten Kathodenstrahlen Objekte, die zwischen den Elektroden im Weg waren.

Zusammenfassend hatte Thomson gezeigt, dass Kathodenstrahlen leichte, mechanische, chemische und thermische Effekte haben.

Kathodenstrahlröhren und ihre Lichteigenschaften waren entscheidend für die spätere Erfindung von Röhrenfernsehen (CTR) und Videokameras.

Massenspektrometer

JJ Thomson entwickelte einen ersten Ansatz für das Massenspektrometer . Mit diesem Tool konnte der Wissenschaftler das Masse-Ladungs-Verhältnis von Kathodenstrahlröhren untersuchen und messen, wie stark sie unter dem Einfluss eines Magnetfelds abweichen und wie viel Energie sie tragen.

Mit dieser Forschung kam er zu dem Schluss, dass Kathodenstrahlen aus negativ geladenen Teilchen bestehen, die sich innerhalb von Atomen befinden, wodurch die Teilbarkeit des Atoms postuliert und die Figur des Elektrons entsteht.

Auch die Fortschritte in der Massenspektrometrie setzten sich bis heute fort und entwickelten sich zu verschiedenen Methoden, um Elektronen von Atomen zu trennen.

Darüber hinaus war Thomson der erste, der 1893 den ersten Wellenleiter vorschlug . Dieses Experiment bestand aus der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in einem kontrollierten zylindrischen Hohlraum, der erstmals 1897 von Lord Rayleigh, einem weiteren Nobelpreisträger für Physik, durchgeführt wurde.

Wellenleiter würden in Zukunft auch heute noch mit Datenübertragung und Glasfaser weit verbreitet sein.

Thomsons Vermächtnis

Das Thomson (Th) wurde als Massenladungsmaßeinheit in der Massenspektrometrie etabliert, die von den Chemikern Cooks und Rockwood zu Ehren von Thomson vorgeschlagen wurde.

Diese Technik ermöglicht es, die Verteilung der Moleküle einer Substanz nach ihrer Masse zu bestimmen und daran zu erkennen, welche in einer Materieprobe vorhanden sind.

Thomsons Formel (Th):

Hervorragende Arbeiten

• Die Entladung von Elektrizität durch Gase, Leitung von Elektrizität durch Gase (1900).
• Die korpuskuläre Theorie der Materie, das Elektron in der Chemie und Erinnerungen und Reflexionen (1907).
• Jenseits des Elektrons (1928).

Verweise

1. Nobel Media AB (2014). J. Thomson - Biographisch. Nobelprize.org. nobelprize.org.
2. Thomson, Joseph J., Leitung von Elektrizität durch Gase. Cambridge, University Press, 1903.
3. Menchaca Rocha, Arturo. Der diskrete Charme der Elementarteilchen.
4. Christen, Hans Rudolf, Grundlagen der Allgemeinen und Anorganischen Chemie, Band 1. Barcelona, ​​Spanien. Ediciones Reverté SA, 1986.
5. Arzani, Aurora Cortina, Allgemeine Elementarchemie. Mexiko, Editorial Porrúa, 1967.
6. RG Cooks, AL Rockwood. Schnelle Kommunikation. Massenspektrom. 5, 93 (1991).