Segala sesuatu di sekeliling kita di planet ini terdiri daripada zarah-zarah kecil yang sukar difahami. Elektron adalah salah satu daripadanya. Penemuan mereka berlaku agak baru-baru ini. Dan ia membuka idea baharu tentang struktur atom, mekanisme untuk menghantar elektrik dan struktur dunia secara keseluruhan.
Cara yang tidak boleh dibahagikan
Dalam pengertian moden, elektron ialah zarah asas. Mereka adalah penting dan tidak pecah menjadi struktur yang lebih kecil. Tetapi idea sedemikian tidak selalu wujud. Elektron tidak diketahui sehingga 1897.
Malah pemikir Yunani Purba meneka bahawa setiap benda di dunia, seperti sebuah bangunan, terdiri daripada banyak "bata" mikroskopik. Atom kemudiannya dianggap sebagai unit terkecil bagi jirim, dan kepercayaan ini berterusan selama berabad-abad.
Tanggapan atom berubah hanya pada akhir abad ke-19. Selepas kajian J. Thomson, E. Rutherford, H. Lorentz, P. Zeeman, nukleus atom dan elektron telah diiktiraf sebagai zarah terkecil yang tidak boleh dibahagikan. Dari masa ke masa, proton, neutron, dan juga kemudian - neutrino, kaon, pi-meson, dll. ditemui.
Kini sains mengetahui sejumlah besar zarah asas, di antaranya elektron sentiasa menempati tempatnya.
Penemuan zarah baharu
Pada masa elektron ditemui dalam atom, saintis telah lama mengetahui tentang kewujudan elektrik dan kemagnetan. Tetapi sifat sebenar dan sifat penuh fenomena ini masih kekal sebagai misteri, menguasai fikiran ramai ahli fizik.
Sudah pada awal abad ke-19, diketahui bahawa perambatan sinaran elektromagnet berlaku pada kelajuan cahaya. Walau bagaimanapun, orang Inggeris Joseph Thomson, yang menjalankan eksperimen dengan sinar katod, membuat kesimpulan bahawa ia terdiri daripada banyak butiran kecil, yang jisimnya kurang daripada atom.
Pada April 1897, Thomson membuat pembentangan, di mana beliau membentangkan kepada komuniti saintifik kelahiran zarah baru dalam atom, yang dipanggil corpuscle. Kemudian, Ernest Rutherford, dengan bantuan eksperimen dengan foil, mengesahkan kesimpulan gurunya, dan sel-sel badan itu diberi nama yang berbeza - "elektron".
Penemuan ini mendorong pembangunan bukan sahaja sains fizikal tetapi juga kimia. Ia membenarkan kemajuan yang ketara dalam kajian elektrik dan kemagnetan, sifat bahan, dan juga menimbulkan fizik nuklear.
Apakah itu elektron?
Elektron ialah zarah paling ringan yang mempunyai cas elektrik. Pengetahuan kita tentang mereka masih sebahagian besarnya bercanggah dan tidak lengkap. Sebagai contoh, dalam konsep moden, mereka hidup selama-lamanya, kerana mereka tidak pernah reput, tidak seperti neutron dan proton (umur pereputan teori yang terakhir melebihi usia Alam Semesta).
Elektron adalah stabil dan mempunyai cas negatif kekal e=1.6 x 10-19Cl. Mereka tergolong dalam keluarga fermion dan kumpulan lepton. Zarah mengambil bahagian dalam interaksi elektromagnet dan graviti yang lemah. Mereka terdapat dalam atom. Zarah yang terputus hubungan dengan atom ialah elektron bebas.
Jisim elektron ialah 9.1 x 10-31 kg dan 1836 kali kurang daripada jisim proton. Mereka mempunyai putaran separuh integer dan momen magnet. Elektron dilambangkan dengan huruf "e-". Dengan cara yang sama, tetapi dengan tanda tambah, antagonisnya ditunjukkan - antizarah positron.
Keadaan elektron dalam atom
Apabila menjadi jelas bahawa atom terdiri daripada struktur yang lebih kecil, adalah perlu untuk memahami dengan tepat bagaimana ia disusun di dalamnya. Oleh itu, pada akhir abad ke-19, model pertama atom muncul. Menurut model Planetary, proton (bercas positif) dan neutron (neutral) membentuk nukleus atom. Dan di sekelilingnya, elektron bergerak dalam orbit elips.
Idea ini berubah dengan kemunculan fizik kuantum pada awal abad ke-20. Louis de Broglie mengemukakan teori bahawa elektron menampakkan dirinya bukan sahaja sebagai zarah, tetapi juga sebagai gelombang. Erwin Schrödinger mencipta model gelombang atom, di mana elektron diwakili sebagai awan dengan ketumpatan tertentu dengan cas.
Hampir mustahil untuk menentukan lokasi dan trajektori elektron di sekeliling nukleus dengan tepat. Dalam hal ini, konsep khas "orbital" atau "awan elektron" diperkenalkan, iaitu ruang lokasi yang paling berkemungkinan.dinamakan zarah.
Tahap Tenaga
Terdapat sama banyak elektron dalam awan di sekeliling atom dengan jumlah proton dalam nukleusnya. Kesemua mereka berada pada jarak yang berbeza. Paling hampir dengan nukleus adalah elektron dengan jumlah tenaga yang paling sedikit. Semakin banyak tenaga zarah, semakin jauh ia boleh pergi.
Tetapi ia tidak disusun secara rawak, tetapi menduduki tahap tertentu yang hanya boleh menampung bilangan zarah tertentu. Setiap peringkat mempunyai jumlah tenaga sendiri dan dibahagikan kepada subperingkat, dan seterusnya, menjadi orbital.
Empat nombor kuantum digunakan untuk menerangkan ciri dan susunan elektron pada aras tenaga:
- n - nombor utama yang menentukan tenaga elektron (sepadan dengan bilangan tempoh unsur kimia);
- l - nombor orbit yang menerangkan bentuk awan elektron (s - sfera, p - bentuk lapan, d - semanggi atau dua bentuk lapan, f - bentuk geometri kompleks);
- m ialah nombor magnet yang menentukan orientasi awan dalam medan magnet;
- ms ialah nombor putaran yang mencirikan putaran elektron di sekeliling paksinya.
Kesimpulan
Jadi, elektron ialah zarah bercas negatif yang stabil. Mereka adalah unsur dan tidak boleh mereput ke unsur lain. Ia dikelaskan sebagai zarah asas, iaitu zarah yang merupakan sebahagian daripada struktur jirim.
Elektron bergerak mengelilingi nukleus atom dan membentuk kulit elektronnya. Mereka menjejaskan kimia, optik,sifat mekanikal dan magnet pelbagai bahan. Zarah-zarah ini mengambil bahagian dalam interaksi elektromagnet dan graviti. Pergerakan arah mereka menghasilkan arus elektrik dan medan magnet.
