¿Cómo se descubrió el concepto de isótopos?
Lo más importante es que Bohr siguió a Rutherford y aprendió a ser un buen líder, a cuidar de los estudiantes y a mantener una relación de maestro y amigo con los estudiantes.
Esto sentó una muy buena base para que regresara a Copenhague y estableciera su propio instituto de investigación.
Después de que Bohr llegó a Manchester, pasó algunas semanas repasando algunos conocimientos sobre átomos y radiactividad, que fue el foco de toda la investigación de laboratorio de Rutherford.
A las diez de la noche, después del trabajo de laboratorio, Rutherford y sus alumnos se sentaban, tomaban café, comían pan y charlaban todo el día.
Los temas de sus conversaciones eran básicamente inseparables de los átomos, y la atmósfera era bastante armoniosa. La razón principal fue que a Rutherford no le importaba si las opiniones de sus alumnos eran superficiales. Todos pueden hablar libremente e intercambiar opiniones sin preocuparse por decir algo incorrecto.
Durante la conversación, Bohr conoció a un muy buen amigo llamado Hevesi. Como ambos son extranjeros que viven en un país extranjero y ambos hablan mal inglés, se juntan fácilmente y ninguno de los dos se odia.
Más tarde, Hevesi ganó el Premio Nobel por su invención de la tecnología de trazadores radiactivos, que se utiliza ampliamente en química y medicina.
Ahora, cuando vamos al hospital a comprobar si tenemos Helicobacter pylori, el médico le pedirá que tome un medicamento que contiene el elemento radiactivo carbono-14 y luego soplará en el tablero de prueba, lo que puede ser muy conveniente para la detección de Helicobacter pylori.
Volviendo al asunto, Bohr conoció los problemas de los átomos mientras charlaba con Hevesi. Una es que el modelo atómico de Rutherford es inestable y la otra es la tabla periódica de elementos ordenados por peso atómico. Debido a que la gente descubrió una gran cantidad de radiactividad, estos elementos radiactivos generarán nuevos elementos después de la transformación. Los nuevos elementos producidos tienen las mismas propiedades químicas que algunos elementos conocidos, pero tienen pesos diferentes.
De repente la tabla periódica se rompió y la gente no sabía dónde colocar estos nuevos elementos. Por ejemplo, el uranio sufre desintegración alfa para convertirse en un nuevo elemento, al que se llamó uranio. El peso del uranio X es 232 y el peso del torio es 234. Las propiedades químicas del radio d son las mismas que las del plomo, pero el peso del radio d es 210 y el peso del plomo es 207.
Debes saber que en aquella época, la tabla periódica de elementos estaba ordenada según el peso atómico. Aparentemente, estos nuevos elementos eran químicamente idénticos a los elementos conocidos, pero sus pesos eran diferentes, lo que confundía completamente a la gente.
Soddy dijo en 1910 que las propiedades químicas de los nuevos elementos formados eran idénticas a las de los elementos conocidos e indistinguibles. La única diferencia es su peso. Creía que los elementos con las mismas propiedades químicas debían ubicarse en la misma posición en la tabla periódica. Este es el concepto de isótopos.
Soddy tenía razón, pero su afirmación era contraria a la tabla periódica de elementos ordenada por peso de la época. Hevesi le contó todo esto a Bohr y dijo que la física actual es demasiado confusa, especialmente la tabla periódica de elementos, que está tan confusa que es imposible verla.
Bohr tenía estas dos cuestiones en mente, pero sentía que la cuestión de la estabilidad atómica era más difícil, por lo que primero arregló la tabla periódica de elementos. Bohr no tardó mucho en resolver este problema.
Bohr pronto se dio cuenta de que la tabla periódica de elementos no estaba ordenada según el peso atómico, sino según el número de cargas del núcleo. Por ejemplo, el núcleo de hidrógeno tiene una carga, ocupando el primer lugar, y el núcleo de helio tiene dos cargas, con un máximo de 92 elementos de uranio con cargas nucleares. El número de electrones extranucleares también es igual a la carga nuclear. Las propiedades químicas de un elemento sólo están relacionadas con el número y la disposición de los electrones extranucleares.
De esta manera todo encaja. Por ejemplo, el uranio. El número de cargas dentro de sus átomos es el mismo, y el número y disposición de las cargas fuera de sus núcleos son exactamente iguales, excepto por sus diferentes pesos.
En el futuro sólo necesitaremos agregar el peso atómico después del nombre del elemento para distinguirlos.
Además, Bohr creía además que la radiactividad de los átomos era en realidad un fenómeno nuclear. Cuando un núcleo atómico emite una partícula alfa, el número atómico sube dos lugares en la tabla periódica. Libere una partícula beta y el número atómico retrocederá uno.
Al pensar en esto, Bohr se emocionó mucho. Pensó que su lógica era completamente correcta e inmediatamente le enseñó a Rutherford el concepto de número atómico y la ley del desplazamiento.
Como hemos mencionado muchas veces antes, Rutherford puso gran énfasis en la experimentación. Cuando Bohr le contó a Rutherford sus pensamientos, Rutherford le advirtió: No hagas conjeturas irrazonables.
Bohr se acercó a Rutherford no menos de cinco veces, pero Rutherford todavía no aceptó la idea de Bohr. Él creía que las partículas alfa se liberaban del núcleo, porque sabía que las partículas alfa eran núcleos de helio, pero usted dijo que las partículas beta, es decir, los electrones, también se liberaban del núcleo. Rutherford no podía entender cómo podía hacerlo el núcleo. liberar electrones.
Bohr también sintió que Rutherford estaba un poco impaciente con él, así que pensó por un momento y dijo: dejemos este asunto a un lado por un tiempo, tal vez algún día Rutherford lo resuelva por sí mismo.
A principios del siglo XX, sin embargo, la ciencia estaba cambiando rápidamente. Si no expresa sus pensamientos rápidamente, definitivamente los demás lo interrumpirán. Soddy, que propuso el concepto de isótopos, pronto descubrió el concepto de números elementales y la ley del desplazamiento. A diferencia de Bohr, no necesitó permiso de otros para publicar su artículo.
Así que Soddy ganó el Premio Nobel de Química en 1921, pero Bohr se perdió un descubrimiento importante, tal vez un Premio Nobel de Química, debido al descuido de Rutherford.
Pero Bohr no estaba resentido con su maestro, porque sabía que el número atómico y la ley de desplazamiento eran problemas pequeños. En esta época, otro alumno de Rutherford publicó un artículo en En el experimento de dispersión de partículas alfa, la energía cinética. Se estudió la pérdida de partículas alfa después de pasar a través de una lámina de oro. Creía que esto era el resultado de la interacción entre las partículas alfa y los electrones de los átomos.
De esta forma, podemos considerar los electrones en los átomos. El nombre de este estudiante es Gao Yuqiao Erden Darwin, y su abuelo es un muy buen hombre, Darwin, conocido como el hombre que unificó a los humanos y los monos.
Bohr se dio cuenta inmediatamente de que había una necesidad urgente de resolver el problema de la estabilidad del modelo atómico y la configuración electrónica de Rutherford, porque otros ya estaban trabajando en ello.
En ese momento, la carrera de estudios de un año de Bohr en el Reino Unido estaba llegando a su fin. A finales de julio de 1912 regresó a Copenhague. A Bohr le esperaba un acontecimiento feliz. Se casará con su novia Margaret.
En agosto de 1999, Bohr y su esposa celebraron una breve boda en el ayuntamiento de un pequeño pueblo de Dinamarca. Durante su luna de miel, los Bohr fueron a Manchester para presentar un documento sobre la dispersión de partículas alfa a Rutherford, que se conoció como el "Memorando de Manchester".
Después de que terminó la luna de miel a principios de septiembre, Bohr regresó a Copenhague y consiguió un puesto de profesor asistente en una escuela técnica local, pero no había ningún profesor formal. En aquella época sólo había una universidad en Dinamarca, la Universidad de Copenhague. Fue difícil encontrar una cátedra abierta aquí y Bohr acababa de comenzar su carrera, por lo que hubiera sido bueno encontrar un trabajo.
Sabes, cuando Einstein se graduó por primera vez, estaba tan avergonzado que incluso comer se convirtió en un problema. Al final tuve que convertirme en técnico de tercer nivel.
Mientras se desempeñaba como profesor externo, Bohr comenzó a pensar en la estabilidad del modelo atómico de Rutherford y la disposición de los electrones fuera del núcleo, de la que trataba la gran trilogía "Sobre la estructura de los átomos y las moléculas". nacer.