¿Cómo se calcula el número de electrones en un átomo?

Como John Rennie lo respondió muy claramente, me gustaría agregar algunos detalles más también.

Ver, alrededor de principios de 1900 la idea de los átomos flotaba alrededor de las cabezas de los científicos. Al principio todo era teoría, pero sucedieron estas cosas:

• Seguro que has oído hablar de Joseph Thomson «s rayos catódicos . Bueno, en realidad calculó la relación Q / m de átomos. (Puede buscar cualquiera de los experimentos en Google).

• El famoso Robert A. Millikan creó un experimento llamado experimento de la gota de aceite . Descubrió la carga de un electrón. Por lo tanto, utilizando la relación de Thomson, ¡averiguó la masa de un electrón!

• Entonces el famoso Experimento de lámina de oro de Rutherford . Con este experimento, Rutherford y su equipo descubrieron la masa de un átomo y un núcleo.

Después de eso, sucedieron tantas cosas. Muy rapido. Con la masa de un electrón y la idea de un átomo que consta de núcleos y su carga es neutra, ¡puede averiguar fácilmente la cantidad de átomos midiendo la masa de un objeto! El equipo de Rutherford calculó la cantidad de átomos. John Rennie respondió muy bien al resto.

No existe tal experimento, aunque hay muchos experimentos en los que el número de electrones en un átomo se mide como efecto secundario.

Sabemos que los átomos son eléctricamente neutros, por lo que debe haber el mismo número de electrones y protones. Los elementos de la tabla periódica se construyen incrementando el número de protones, por lo que sabemos cuántos electrones deben tener los átomos. Por ejemplo, sabemos que el átomo de carbono tiene seis protones, por lo tanto debe tener seis electrones.

Podría decirse que esto solo hace retroceder el problema un paso. La pregunta sería cómo sabemos que el átomo de carbono tiene seis protones. En estos días es muy fácil, ya que solo medimos la masa del núcleo de carbono con mucha precisión y porque conocemos las masas de protones y neutrones, podemos decir cuántos protones y neutrones contiene. Históricamente, el número atómico se obtenía principalmente por deducción en lugar de por medición directa.

Dije que había experimentos que miden la cantidad de electrones como efecto secundario. Durante muchos años se han realizado experimentos de colisionadores con núcleos atómicos. Esto se hace actualmente en RHIC y en el experimento LHC ALICE, pero se estaba haciendo mucho antes. Se eliminan los electrones de los átomos al ser disparados a través de una película de carbono, y luego se mide su carga nuclear como efecto secundario de su aceleración. Para un núcleo de carbono, medimos una carga de $ + 6 $, por lo tanto, un átomo de carbono neutro debe tener seis electrones.

Comentarios

• debe el átomo tiene seis electrones divisibles? ¿O es más una película de electrones (con varias áreas de densidad) que tiene un valor total de -6?
• @ easymoden00b: Sí, y nuevamente no. La respuesta corta es que es ' s cuanto. La respuesta larga probablemente requiere un título de posgrado en física 🙂
• @ easymoden00b: Los electrones en un átomo están deslocalizados, es decir, no ' no tienen una posición. Esto no ' no significa que estén esparcidos en una película, significa que los objetos cuánticos simplemente no ' no tienen una posición. Entonces, un átomo de carbono siempre tiene seis electrones, pero no hay ' t seis pequeños puntos de electrones en él.
• Entonces, porque conocemos las masas de protones, neutrones y electrones , podemos derivar de estos datos el número de esas partículas? No puedo ' tragarme esto. Con el debido respeto (y lamento mi falta de conocimiento), pero no puedo ' ver cómo se puede contar la cantidad de partículas simplemente midiendo su masa ' s.¿Y qué quieres decir con quitar electrones de un átomo? ¿Están todos los electrones rayados o simplemente como la capa exterior?