Alles rondom ons op die planeet bestaan uit klein, ontwykende deeltjies. Elektrone is een van hulle. Hul ontdekking het betreklik onlangs plaasgevind. En dit het nuwe idees oor die struktuur van die atoom, die meganismes vir die oordrag van elektrisiteit en die struktuur van die wêreld as geheel oopgemaak.
Hoe die ondeelbare verdeel is
In die moderne sin is elektrone elementêre deeltjies. Hulle is integraal en breek nie in kleiner strukture in nie. Maar so 'n idee het nie altyd bestaan nie. Elektrone was onbekend tot 1897.
Selfs die denkers van Antieke Griekeland het geraai dat elke ding in die wêreld, soos 'n gebou, uit baie mikroskopiese "stene" bestaan. Die atoom is toe as die kleinste eenheid van materie beskou, en hierdie geloof het vir eeue voortgeduur.
Die idee van die atoom het eers aan die einde van die 19de eeu verander. Na die studies van J. Thomson, E. Rutherford, H. Lorentz, P. Zeeman, is atoomkerne en elektrone erken as die kleinste ondeelbare deeltjies. Met verloop van tyd is protone, neutrone, en selfs later - neutrino's, kaone, pi-mesone, ens. ontdek.
Nou ken die wetenskap 'n groot aantal elementêre deeltjies, waaronder elektrone altyd hul plek inneem.
Ontdekking van 'n nuwe deeltjie
Teen die tyd dat elektrone in die atoom ontdek is, het wetenskaplikes lankal geweet van die bestaan van elektrisiteit en magnetisme. Maar die ware aard en volle eienskappe van hierdie verskynsels bly steeds 'n raaisel, wat die gedagtes van baie fisici beset.
Reeds aan die begin van die 19de eeu was dit bekend dat die voortplanting van elektromagnetiese straling teen die spoed van lig plaasvind. Die Engelsman Joseph Thomson, wat eksperimente met katodestrale gedoen het, het egter tot die gevolgtrekking gekom dat hulle uit baie klein korrels bestaan, waarvan die massa minder as atoom is.
In April 1897 het Thomson 'n aanbieding gedoen, waar hy die geboorte van 'n nuwe deeltjie in die atoom aan die wetenskaplike gemeenskap voorgehou het, wat hy 'n liggaam genoem het. Later het Ernest Rutherford, met behulp van eksperimente met foelie, die gevolgtrekkings van sy onderwyser bevestig, en die liggaampies is 'n ander naam gegee - "elektrone".
Hierdie ontdekking het die ontwikkeling van nie net fisiese, maar ook chemiese wetenskap aangespoor. Dit het aansienlike vordering in die studie van elektrisiteit en magnetisme, die eienskappe van stowwe moontlik gemaak, en het ook aanleiding gegee tot kernfisika.
Wat is 'n elektron?
Elektrone is die ligste deeltjies wat 'n elektriese lading het. Ons kennis van hulle is nog grootliks teenstrydig en onvolledig. Byvoorbeeld, in moderne konsepte leef hulle vir ewig, aangesien hulle nooit verval nie, anders as neutrone en protone (die teoretiese verval-ouderdom van laasgenoemde oorskry die ouderdom van die Heelal).
Elektrone is stabiel en het 'n permanente negatiewe lading e=1.6 x 10-19Cl. Hulle behoort aan die fermioonfamilie en die leptongroep. Deeltjies neem deel aan swak elektromagnetiese en gravitasie-interaksie. Hulle word in atome aangetref. Deeltjies wat kontak met atome verloor het, is vry elektrone.
Die massa van elektrone is 9,1 x 10-31 kg en is 1836 keer minder as die massa van 'n proton. Hulle het halfheelgetalspin en magnetiese moment. 'n Elektron word aangedui met die letter "e-". Op dieselfde manier, maar met 'n plusteken, word sy antagonis aangedui - die positron teendeeltjie.
Die toestand van elektrone in 'n atoom
Toe dit duidelik word dat die atoom uit kleiner strukture bestaan, was dit nodig om presies te verstaan hoe hulle daarin gerangskik is. Daarom het aan die einde van die 19de eeu die eerste modelle van die atoom verskyn. Volgens die Planetêre modelle het protone (positief gelaai) en neutrone (neutraal) die atoomkern uitgemaak. En daarom het elektrone in elliptiese wentelbane beweeg.
Hierdie idees verander met die koms van kwantumfisika aan die begin van die 20ste eeu. Louis de Broglie stel die teorie voor dat die elektron homself nie net as 'n deeltjie manifesteer nie, maar ook as 'n golf. Erwin Schrödinger skep 'n golfmodel van 'n atoom, waar elektrone voorgestel word as 'n wolk van 'n sekere digtheid met 'n lading.
Dit is byna onmoontlik om die ligging en trajek van elektrone om die kern akkuraat te bepaal. In hierdie verband word 'n spesiale konsep van "orbitaal" of "elektronwolk" bekendgestel, wat die ruimte van die mees waarskynlike ligging isbenoemde deeltjies.
Energievlakke
Daar is presies soveel elektrone in die wolk rondom 'n atoom as wat daar protone in sy kern is. Almal van hulle is op verskillende afstande. Die naaste aan die kern is die elektrone met die minste hoeveelheid energie. Hoe meer energie die deeltjies het, hoe verder kan hulle gaan.
Maar hulle is nie lukraak gerangskik nie, maar beslaan spesifieke vlakke wat slegs 'n sekere aantal deeltjies kan akkommodeer. Elke vlak het sy eie hoeveelheid energie en is verdeel in subvlakke, en dié op hul beurt in orbitale.
Vier kwantumgetalle word gebruik om die eienskappe en rangskikking van elektrone op energievlakke te beskryf:
- n - die hoofgetal wat die energie van die elektron bepaal (kom ooreen met die nommer van die periode van die chemiese element);
- l - orbitaalgetal wat die vorm van die elektronwolk beskryf (s - sferies, p - agt vorm, d - klawer of dubbel agt vorm, f - komplekse meetkundige vorm);
- m is 'n magnetiese getal wat die oriëntasie van die wolk in 'n magnetiese veld bepaal;
- ms is 'n spingetal wat die rotasie van elektrone om sy as kenmerk.
Gevolgtrekking
So, elektrone is stabiele negatief gelaaide deeltjies. Hulle is elementêr en kan nie in ander elemente verval nie. Hulle word geklassifiseer as fundamentele deeltjies, dit wil sê dié wat deel is van die struktuur van materie.
Elektrone beweeg om atoomkerne en maak hul elektronskulp uit. Hulle beïnvloed die chemiese, optiese,meganiese en magnetiese eienskappe van verskeie stowwe. Hierdie deeltjies neem deel aan elektromagnetiese en gravitasie-interaksie. Hulle rigtingbeweging skep 'n elektriese stroom en 'n magnetiese veld.
