Elektrony jsou co? Vlastnosti a historie objevu elektronů

Všechno kolem nás na planetě tvoří malé, nepolapitelné částice. Elektrony jsou jedním z nich. Jejich objev probíhal poměrně nedávno. A otevřela nové myšlenky struktura atomu,

Jak rozdělil nedělitelnost

V moderním poznání jsou elektrony elementární částice. Jsou holistické a nerozdělují se do menších struktur. Tento nápad však vždy neexistoval. Až do roku 1897 neměli elektrony žádnou představu.

Stále myslitelé starověkého Řecka se domnívali, že každá věc na světě, jako budova, se skládá z mnoha mikroskopických "cihel". Nejmenší jednotka hmoty pak byla atomem a tato víra přetrvávala po staletí.

Myšlenka atomu se změnila až na konci devatenáctého století. Po výzkumu J. Thomsona, E. Rutherforda, H. Lorenze a P. Zeemana byly nejmenší nedělitelné částice rozpoznány jako atomové jádro a elektrony. Časem byly objeveny protony, neutrony a dokonce i pozdější neutriny, kaony, piony atd.

Nyní věda pozná obrovské množství elementárních částic, jejichž místo mezi nimi vždy zaujímá a elektrony.

Objev nové částice

V době, kdy byly elektrony jsou otevřené v atomu vědci již dlouho věděli o existenci elektřiny a magnetismu. Ale pravá povaha a plné vlastnosti těchto jevů jsou stále tajemstvím, které zaujmou mysl mnoha fyziků.

Již na počátku 19. století bylo známo, že šíření elektromagnetického záření probíhá rychlostí světla. Angličan Joseph Thomson, který provádí experimenty s katodovými paprsky, však dospěl k závěru, že se skládají z mnoha malých zrn, jejichž hmotnost je menší než atomová hmotnost.

V dubnu 1897 Thomson pronesl řeč, kde prezentoval vědecké komunity ke zrodu nové částice ve složení atomu, který on volal tělíska. Později Ernest Rutherford s pomocí pokusů s fólií potvrdil závěry svého učitele a buňkám se dal jiný název - "elektrony".

Tento objev prosazoval vývoj nejen fyzické, ale i chemické vědy. Dosáhl významného pokroku ve studiu elektřiny a magnetismu, vlastností látek, a také vedl k jaderné fyzice.

Co je elektron?

Elektrony jsou nejlehčí částice, které mají elektrický náboj. Naše znalosti o nich jsou stále velmi protichůdné a neúplné. Například v moderních pojmech žijí navždy, protože se nikdy nerozpadají, na rozdíl od neutronů a protonů (teoretický věk rozkladu těchto druhů přesahuje věk vesmíru).

Elektrony jsou stabilní a mají konstantní záporný náboj e = 1,6 x 10^-19 Cl. Jsou odkázáni na rod fermionů a skupinu leptonů. Částice se účastní slabé elektromagnetické a gravitační interakce. Jsou ve složení atomů. Částice, které ztratily kontakt s atomy, jsou volné elektrony.

Hmotnost elektronů je 9,1 x 10^-31 kg a je 1836 krát menší než hmotnost protonu. Mají poloviční integrál a spin a magnetický moment. Elektron je označen písmenem "e^-"Podobně, ale s plusovým znaménkem je definován jeho antagonista - antipartikulární pozitron.

Stav elektronů v atomu

Když se ukázalo, že atom je tvořen menšími strukturami, bylo nutné přesně pochopit, jak jsou v něm umístěny. Proto se na konci 19. století objevují první modely atomu. Podle planetárních modelů se atomové jádro stalo protony (kladně nabité) a neutrony (neutrální). A kolem něj se v eliptických dráhách pohybovaly elektrony.

Tyto myšlenky se mění s příchodem kvantové fyziky na počátku dvacátého století. Louis de Broglie navrhuje teorii, že elektron se projevuje nejen jako částice, ale také jako vlna. Erwin Schrödinger To vytváří model vlnové atomu, kde jsou elektrony reprezentované oblaku s určitou hustotou náboje.

Je téměř nemožné přesně určit polohu a trajektorii pohybu elektronů kolem jádra. V souvislosti s tím je zaveden speciální koncept "orbitální" nebo "elektronický oblak", což je prostor nejpravděpodobnějšího uspořádání jmenovaných částic.

Energetické úrovně

Elektrony v oblaku kolem atomu jsou přesně tolik, kolik jich jádro protonů. Všichni jsou na různých vzdálenostech. Nejbližší k jádru jsou elektrony s nejmenším množstvím energie. Čím více energie je v částicích, tím více mohou být.

Ale nejsou umístěny chaoticky, ale zabírají specifické úrovně, které obsahují jen určitý počet částic. Každá úroveň má své vlastní množství energie a je rozdělena na podúrovnice a ty, které se postupně rozdělují na orbitály.

Popisovat vlastnosti a uspořádání elektronů na úrovni energie, čtyři kvantová čísla:

• n - hlavní číslo určující energie elektronů rezerva (odpovídá počtu doby chemického prvku);
• l - orbitální číslo, které popisuje tvar elektronového mraku (s - sférický, p - obr. osm, d - jetel nebo tvar dvojitého tvaru, f - složitý geometrický tvar);
• m je magnetické číslo, které určuje orientaci oblaku v magnetickém poli;
• ms je spin číslo charakterizující cirkulaci elektronů kolem jeho osy.

Závěr

Takže elektrony jsou stabilní, záporně nabité částice. Jsou elementární a nemohou se rozkládat do jiných prvků. Jsou klasifikovány jako základní částice, tj. Ty, které jsou součástí struktury hmoty.

Elektrony se pohybují kolem jaderných jader a vytvářejí elektronové pláště. Ovlivňují chemické, optické, mechanické a magnetické vlastnosti různých látek. Tyto částice se účastní elektromagnetických a gravitačních interakcí. Jejich směrový pohyb vytváří elektrický proud a magnetické pole.