Τα ηλεκτρόνια - τι είναι αυτό; Οι ιδιότητες και η ιστορία της ανακάλυψης των ηλεκτρονίων

Όλα γύρω μας ο κόσμος αποτελείται από μικρές, ανεπαίσθητες στα μάτια των σωματιδίων. Τα ηλεκτρόνια - αυτό είναι ένα από αυτά. Η ανακάλυψή τους έχει συμβεί σχετικά πρόσφατα. Και άνοιξε μια νέα κατανόηση της δομής του ατόμου, τους μηχανισμούς μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και τη δομή του κόσμου στο σύνολό του.

Πώς να χωρίσει την αδιαίρετη

Η σύγχρονη αντίληψη των ηλεκτρονίων - αυτό στοιχειωδών σωματιδίων. Είναι συνεπείς και δεν χωρίζονται σε μικρότερες δομές. Αλλά μια τέτοια ιδέα δεν υπήρχε ανέκαθεν. Πριν από το 1897, ένα ηλεκτρόνιο δεν είχε ιδέα.

Περισσότερα στοχαστές αρχαία Ελλάδα φανταζόταν ότι κάθε στοιχείο στο φως, το κτίριο αποτελείται από ένα πλήθος μικροσκοπικών «τούβλα». Η μικρότερη μονάδα της ύλης τότε θεωρείται το άτομο, και αυτή η πεποίθηση παρέμεινε για αιώνες.

Αντιπροσωπεία του ατόμου έχει αλλάξει μόνο στα τέλη του ΧΙΧ αιώνα. Μετά έρευνες J. Thomson, Ε Rutherford, H. Lorenz, Ρ Zeeman έχουν μικρότερα σωματίδια αδιαίρετη ατομικούς πυρήνες και ηλεκτρόνια έχουν αναγνωριστεί. Την πάροδο του χρόνου, ανακαλύφθηκε πρωτόνια, νετρόνια, και ακόμη αργότερα - το νετρίνο, καονίων, πιόνια, κλπ ...

Τώρα η επιστήμη γνωρίζει έναν τεράστιο αριθμό των στοιχειωδών σωματιδίων, η θέση του οποίου πάντα κατεχόμενα και ηλεκτρόνια.

Η ανακάλυψη ενός νέου σωματιδίου

Εκείνη την εποχή όταν ήταν ηλεκτρόνια που ανακαλύφθηκε στο άτομο, οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και καιρό την ύπαρξη του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού. Αλλά η αληθινή φύση και τα πλήρη ιδιότητες αυτών των φαινομένων είναι ακόμα ένα μυστήριο, που καταλαμβάνει τα μυαλά πολλών φυσικών.

Στις αρχές του ΧΙΧ αιώνα ήταν γνωστό ότι η διάδοση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, η ταχύτητα του φωτός. Ωστόσο, ο Άγγλος Dzhozef Tomson, διεξαγωγή πειραμάτων με ακτίνες καθόδου, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αποτελούνται από πολλές μικρές κόκκων του οποίου η μάζα είναι μικρότερη από την πυρηνική.

Τον Απρίλιο 1897 η Thomson έκανε μια ομιλία όπου παρουσίασε την επιστημονική κοινότητα για τη γέννηση ενός νέου σωματιδίου στη σύνθεση των ατόμων, τα οποία ονόμασε αιμοσφαιρίων. Αργότερα, Ernest Rutherford χρησιμοποιώντας πειράματα φύλλο επιβεβαίωσε τα συμπεράσματα του δασκάλου του, και τα αιμοσφαίρια δόθηκε ένα άλλο όνομα - «ηλεκτρόνια»

Η ανακάλυψη αυτή οδήγησε στην ανάπτυξη όχι μόνο τη σωματική, αλλά και χημική επιστήμη. Είναι δυνατόν να επιτευχθεί σημαντική πρόοδος στη μελέτη του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού, τις ιδιότητες της ύλης, και έδωσε αφορμή για την πυρηνική φυσική.

Τι είναι το ηλεκτρόνιο;

Τα ηλεκτρόνια - είναι το ελαφρύτερο σωματίδια με ένα ηλεκτρικό φορτίο. Οι γνώσεις μας για τους εξακολουθούν να παραμένουν σε μεγάλο βαθμό αντιφατική και ελλιπή. Για παράδειγμα, στις σύγχρονες ιδέες ζουν για πάντα, γιατί ποτέ δεν σπάσει, σε αντίθεση με τα νετρόνια και τα πρωτόνια (θεωρητική κατάρρευση της τελευταίας εποχής υπερβαίνει την ηλικία του σύμπαντος).

Ηλεκτρόνια είναι σταθερά και έχουν μια σταθερή αρνητικό φορτίο e = 1,6 χ 10 ^-19 Cl. Ανήκουν στην οικογένεια των φερμιόνια και τα λεπτόνια ομάδα. Τα σωματίδια που εμπλέκονται σε μια αδύναμη ηλεκτρομαγνητική και βαρυτική αλληλεπίδραση. Αποτελούνται από άτομα. Σωματίδια τα οποία έχουν χάσει την επαφή με τα άτομα - ελεύθερα ηλεκτρόνια.

Η μάζα των ηλεκτρονίων είναι 9,1 χ 10 ^-31 kg και είναι 1836 φορές μικρότερη από τη μάζα ενός πρωτονίου. Έχουν μισή αναπόσπαστο και σπιν και μαγνητική ροπή. Electron συμβολίζεται με το γράμμα «e ^-». Το ίδιο, αλλά με θετικό πρόσημο υποδηλώνει ανταγωνιστή του - αντισωματίδιο ποζιτρονίων.

Μέλος των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο

Όταν έγινε σαφές ότι ένα άτομο αποτελείται από μικρότερες δομές, ήταν απαραίτητο να κατανοήσουμε πώς ακριβώς είναι τοποθετημένα σε αυτό. Έτσι, στο τέλος του ΧΙΧ αιώνα εμφανίστηκε το πρώτο μοντέλο του ατόμου. Σύμφωνα με το πλανητικό μοντέλο, πρωτόνια (θετικά φορτισμένα) και νετρόνια (ουδέτερο) αποτελούσε τον πυρήνα. Ένα ηλεκτρόνια κινούνται γύρω σε ελλειπτικές τροχιές.

Αυτές οι αντιλήψεις αλλάζουν με την έλευση της κβαντικής φυσικής στις αρχές του ΧΧ αιώνα. Lui De Broglie διατύπωσε την θεωρία ότι το ηλεκτρόνιο συμπεριφέρεται όχι μόνο ως ένα σωματίδιο, αλλά και ως ένα κύμα. Erwin Schrodinger δημιουργεί ένα μοντέλο κύμα του ατόμου, όπου τα ηλεκτρόνια που αντιπροσωπεύεται από ένα σύννεφο με ορισμένη πυκνότητα φορτίου.

Για να εντοπίσετε την τοποθεσία και τροχιά των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα είναι πρακτικά αδύνατη. Σε αυτό το πλαίσιο, θέσπισε ειδικό όρο «τροχιακή» ή «σύννεφο ηλεκτρονίων», η οποία είναι ο χώρος από τις πλέον πιθανές τοποθεσίες των εν λόγω σωματιδίων.

τα επίπεδα ενέργειας

Το ηλεκτρόνιο σύννεφο γύρω από ένα άτομο, όπως ακριβώς και τα πρωτόνια στον πυρήνα του. Όλοι τους βρίσκονται σε διαφορετικές αποστάσεις. Που βρίσκεται πλησιέστερα προς τον πυρήνα διατάσσονται ηλεκτρόνια με την ελάχιστη ποσότητα ενέργειας. Η περισσότερη ενέργεια είναι στα σωματίδια, τόσο περισσότερο μπορεί να είναι.

Αλλά δεν είναι τοποθετημένα τυχαία, και να λάβει συγκεκριμένα επίπεδα, το οποίο μπορεί να φιλοξενήσει μόνο ένα ορισμένο αριθμό των σωματιδίων. Κάθε επίπεδο έχει το δικό του ποσού της ενέργειας και διαιρείται σε υπο-επίπεδα, και αυτά, με τη σειρά του, σχετικά με τα τροχιακά.

Για να περιγράψει τα χαρακτηριστικά και τη θέση των ηλεκτρονίων στα επίπεδα ενέργειας, τέσσερις κβαντικούς αριθμούς :

• n - το κύριο ακέραιος διευκρινίζοντας ενέργεια ηλεκτρονίων αποθεματικό (αντιστοιχεί στον αριθμό της περιόδου χημικού στοιχείου)?
• l - τροχιακή αριθμό, το οποίο περιγράφει το σχήμα του νέφους ηλεκτρονίων (s - σφαιρικό, ρ - μορφή οκτώ, d - το σχήμα τριφυλλιού ή διπλής οχτάρια, f - ένα σύνθετο γεωμετρικό σχήμα)?
• m - αριθμός των μαγνητικών καθορισμό προσανατολισμού νέφος σε ένα μαγνητικό πεδίο?
• ms - ο αριθμός γύρισμα, η οποία χαρακτηρίζει την ηλεκτρόνια σε τροχιά γύρω από τον άξονά του.

συμπέρασμα

Έτσι, τα ηλεκτρόνια - ένα σταθερό, αρνητικά φορτισμένα σωματίδια. Είναι βασικό και δεν μπορούν να διασπαστεί σε άλλα στοιχεία. Αυτοί αναφέρονται ως θεμελιώδη σωματίδια, δηλαδή, αυτά που αποτελούν μέρος της δομής της ύλης.

Τα ηλεκτρόνια κινούνται γύρω από τους πυρήνες και το σχηματισμό ηλεκτρονίων κέλυφος τους. Επηρεάζουν τα χημικά, οπτικές, μηχανικές και μαγνητικές ιδιότητες των διαφόρων ουσιών. Αυτά τα σωματίδια που εμπλέκονται στην ηλεκτρομαγνητική και βαρυτική αλληλεπίδραση. κατεύθυνσης κυκλοφορίας τους δημιουργεί ένα ηλεκτρικό ρεύμα και το μαγνητικό πεδίο.