Kaj so elektrone? Lastnosti in zgodovina odkrivanja elektronov

Vse okoli nas na planetu sestavljajo majhni, nezmožni delci. Elektroni so eden izmed njih. Njihovo odkritje je bilo razmeroma nedavno. Odprl je nove ideje o struktura atoma,

Kako delimo nedeljivo

Elektroni so v sodobnem razumevanju elementarni delci. So celostni in se ne razdelijo na manjše strukture. Toda ta ideja ni vedno obstajala. Elektroni do leta 1897 niso imeli pojma.

Še vedno misleci stare Anglije so uganili, da je vsaka stvar na svetu, kot je stavba, sestavljena iz številnih mikroskopskih "opek". Najmanjša enota snovi je bila atom, to prepričanje pa je obstajalo že stoletja.

Zamisel o atomu se je spremenila šele konec devetnajstega stoletja. Po preiskavah J. Thomson, E. Rutherford, H. Lorenz, str Zeeman so majhni delci nedeljivi atomska jedra in elektronov priznano. Sčasoma so odkrili protoni, nevtroni in še kasneje nevtrini, kaone, pionirji itd.

Zdaj znanost pozna ogromno število elementarnih delcev, katerega mesto med katerimi vedno zasedajo in elektroni.

Odkritje novega delca

Do takrat, ko je bilo Elektroni so odprti v atomu so znanstveniki že dolgo poznali obstoj elektrike in magnetizma. Toda resnična narava in popolne lastnosti teh pojavov so še vedno skrivnost in zavzemajo umove mnogih fizikov.

Že v začetku XIX. Stoletja je bilo znano, da se razširjanje elektromagnetnega sevanja pojavlja pri hitrosti svetlobe. Vendar pa je Anglež Joseph Thomson, izvajanje eksperimentov s katodne žarke, ugotovila, da so sestavljeni iz številnih majhnih zrn, katerih masa je manjša od jedrske.

Aprila 1897 je Thomson napisal poročilo, kjer je znanstveni skupnosti predstavil rojstvo novega delca v atomu, ki ga je imenoval korpuscle. Kasneje Ernest Rutherford s pomočjo eksperimentov s folijo, potrdil zaključke njegovega učitelja, korpuske pa so dobili drugo ime - "elektroni".

To odkritje je spodbudilo razvoj ne le fizične, ampak tudi kemične znanosti. Znaten napredek je dosegel pri proučevanju elektrike in magnetizma, lastnostih snovi in ​​povzročil tudi jedrsko fiziko.

Kaj je elektron?

Elektroni so najlažji delci, ki imajo električni naboj. Naše znanje o njih je še vedno v veliki meri kontradiktorno in nepopolno. Na primer, v modernih idej živijo večno, saj nikoli ni prekinil, za razliko od nevtronov in protonov (teoretično propad zadnjih letih presega starost vesolja).

Elektroni so stabilni in imajo stalno negativni naboj e = 1,6 x 10^-19 Cl. Navedeni so v družino fermionov in skupina leptonov. Delci sodelujejo v šibki elektromagnetni in gravitacijski interakciji. So v sestavi atomov. Delci, ki so izgubili stik z atomi, so prosti elektroni.

Masa elektronov je 9,1 x 10^-31 kg in je 1836 krat manjša od mase protona. Imajo pol-integralno in centrifugo ter magnetni moment. Elektron označuje črka "e^-"Podobno, vendar s znakom plus, je njegov antagonist definiran - antipartikel pozitron.

Stanje elektronov v atomu

Ko je postalo jasno, da je atom sestavljen iz manjših struktur, je bilo treba natančno razumeti, kako se nahajajo v njem. Zato se na koncu XIX stoletja pojavijo prvi modeli atoma. Glede na planetarne modele so protoni (pozitivno napolnjeni) in nevtroni (nevtralni) tvorili atomsko jedro. In okrog njega v eliptičnih orbitih so se premaknili elektroni.

Te zamisli se spremenijo s pojavom kvantne fizike v začetku dvajsetega stoletja. Louis de Broglie predlaga teorijo, da se elektron manifestira ne le kot delec, ampak tudi kot val. Erwin Schrödinger ustvarja valovni model atoma, kjer so elektroni predstavljeni kot oblak določene gostote s polnjenjem.

Skoraj nemogoče je natančno določiti lokacijo in potek gibanja elektronov okoli jedra. V zvezi s tem je uveden poseben koncept "orbital" ali "elektronski oblak", ki je prostor najbolj verjetne ureditve imenovanih delcev.

Energijske ravni

Elektroni v oblaku okoli atoma so ravno toliko kot protoni v jedru. Vsi so na različnih razdaljah. Najbližje jedru so elektroni z najmanjšo količino energije. Več energije je v delcih, dlje so lahko.

Vendar se ne nahajajo kaotično, temveč zasedajo določene ravni, ki vsebujejo le določeno število delcev. Vsaka raven ima svojo lastno količino energije in je razdeljena na podrazrede, in tiste v orbite.

Za opis lastnosti in razporeditve elektronov na ravni energije, štiri kvantne številke:

• n - glavna številka, ki določa rezervno zalogo elektronov (ustreza številu obdobja kemičnih elementov);
• l - orbitalna številka, ki opisuje obliko elektronskega oblaka (s - sferična, p - številka osem, d - detelja ali dvojna slika osma oblika, f - kompleksna geometrijska oblika);
• m je magnetno število, ki določa usmerjenost oblaka v magnetno polje;
• ms je število vrtljajev, ki označuje kroženje elektronov okoli svoje osi.

Zaključek

Torej, elektroni so stabilni negativno nabiti delci. So osnovni in ne morejo razpadati v druge elemente. So razvrščeni kot temeljni delci, to je tisti, ki so del strukture snovi.

Elektroni se premikajo po atomskih jedrih in tvorijo svojo elektronsko lupino. Vplivajo na kemične, optične, mehanske in magnetne lastnosti različnih snovi. Ti delci sodelujejo v elektromagnetnih in gravitacijskih interakcijah. Njihovo usmerjeno gibanje ustvarja električni tok in magnetno polje.