Elektronen - wat is dit? De eigenschappen en de geschiedenis van de ontdekking van elektronen

Overal om ons heen de hele wereld is opgebouwd uit kleine, onzichtbaar voor het oog van de deeltjes. Elektronen - dit is een van hen. Hun ontdekking relatief recent opgetreden. En het opende een nieuw inzicht in de structuur van het atoom, elektriciteitstransport mechanismen en de structuur van de wereld als geheel.

Hoe de ondeelbare verdelen

De moderne begrip van elektronen - dit elementaire deeltjes. Ze zijn consistent en niet splitsen in kleinere structuren. Maar een dergelijk idee heeft niet altijd bestaan. Tot 1897 over elektronen had geen idee.

Meer denkers oude Griekenland geraden dat elk item in het licht, het gebouw bestaat uit een veelvoud van microscopische "stenen". De kleinste eenheid van materie dan beschouwd als het atoom, en dit geloof bleef voor eeuwen.

Vertegenwoordiging van het atoom is pas in de late negentiende eeuw veranderd. Na onderzoekingen J. Thomson, E. Rutherford, H. Lorenz, P. Zeeman kleinste deeltjes ondeelbare atoomkernen en elektronen zijn opgenomen. Na verloop van tijd werd ontdekt protonen, neutronen, en zelfs later - de neutrino, kaonen, pionen, etc ...

Nu de wetenschap kent een groot aantal elementaire deeltjes, de plaats van die steevast bezet en elektronen.

De ontdekking van een nieuw deeltje

Op het moment dat ze elektronen ontdekt in het atoom, hebben wetenschappers al lang bekend met het bestaan van elektriciteit en magnetisme. Maar de ware aard en de volledige eigenschappen van deze verschijnselen zijn nog steeds een mysterie, gesitueerd in de hoofden van vele natuurkundigen.

Aan het begin van de negentiende eeuw is bekend dat de voortplanting van elektromagnetische straling, de lichtsnelheid. De Brit Dzhozef Tomson, experimenten met kathodestralen geconcludeerd dat uit vele kleine korrels waarvan de massa kleiner dan kernenergie.

In april 1897 maakte Thomson een toespraak waarin hij de wetenschappelijke gemeenschap gepresenteerd aan de geboorte van een nieuw deeltje in de samenstelling van atomen, die hij lichaampje genoemd. Later, Ernest Rutherford met behulp van folie experimenten bevestigden de conclusies van zijn leraar, en de lichaampjes kreeg een andere naam - "elektronen"

Deze ontdekking geleid tot de ontwikkeling van niet alleen fysiek, maar ook chemische wetenschap. Het is mogelijk om aanzienlijke vooruitgang in de studie van elektriciteit en magnetisme, eigenschappen van materie te maken, en gaf aanleiding tot de kernfysica.

Wat is een elektron?

Elektronen - is de lichtste deeltjes met een elektrische lading. Onze kennis van hen nog steeds grotendeels tegenstrijdig en onvolledig is. Bijvoorbeeld, in moderne ideeën leven ze altijd, want nooit breken, in tegenstelling tot neutronen en protonen (theoretische ineenstorting van het laatste tijdperk hoger is dan de leeftijd van het universum).

Elektronen zijn stabiel en hebben een constante negatieve lading e = 1,6 x 10 ^-19 Cl. Ze behoren tot de familie van fermionen en leptonen groep. De bij een zwakke elektromagnetische en gravitatieinteractie deeltjes. Ze bestaan uit atomen. Deeltjes die contact hebben verloren met de atomen - vrije elektronen.

De massa van elektronen 9,1 x 10 ^-31 kg en 1836 maal minder dan de massa van een proton. Ze hebben een half-integraal en spin en een magnetisch moment. Electron aangeduid met de letter "e ^-". Hetzelfde, maar met een plusteken geeft zijn antagonist - antideeltje positron.

Toestand van de elektronen in een atoom

Toen duidelijk werd dat een atoom is opgebouwd uit kleinere structuren, was het noodzakelijk om precies te begrijpen hoe ze zijn gerangschikt in het. Dus aan het eind van de negentiende eeuw verscheen het eerste model van het atoom. Volgens het planetaire type, protonen (positief geladen) en neutronen (neutraal) vormden de kern. Een elektronen bewegen in elliptische banen.

Deze waarnemingen zijn aan het veranderen met de komst van de kwantumfysica in het begin van de twintigste eeuw. Lui De Broglie voren de theorie dat het elektron gedraagt niet alleen als een deeltje, maar ook als een golf. Erwin Schrodinger creëert een golfmodel van het atoom, waarbij elektronen worden vertegenwoordigd door een wolk met bepaalde ladingsdichtheid.

Om de locatie en het traject van de elektronen rond de kern aan te wijzen is praktisch onmogelijk. In dit verband werd een speciale term "orbitale" of "elektronenwolk", die de ruimte van de meest waarschijnlijke plaatsen van de deeltjes.

energieniveaus

Het elektron wolk rond een atoom net zo veel en protonen in zijn kern. Ze zijn allemaal op verschillende afstanden. Het dichtst bij de kern zijn aangebracht elektronen met de minste hoeveelheid energie. Hoe meer energie in de deeltjes, hoe meer ze zijn.

Maar ze zijn niet willekeurig gerangschikt, en neem bepaalde niveaus, die plaats biedt aan slechts een bepaald aantal deeltjes. Elk niveau heeft een eigen hoeveelheid energie en is verdeeld in subniveaus, en die op zijn beurt op de orbitalen.

Om de kenmerken en de plaats van de elektronen in het energieniveau, vier beschrijven quantum-nummers :

• n - de belangrijkste geheel getal elektron energiereserve (komt overeen met het aantal chemische element periode);
• l - orbitale nummer, dat de vorm van de elektronenwolk beschreven (s - bolvormig, p - vorm acht, d - de vorm van klaver of dubbele achten, f - een complexe geometrische vorm);
• m - aantal magnetische definieert cloud oriëntatie in een magnetisch veld;
• ms - de spin nummer, waarin de elektronen een baan rond zijn as kenmerkt.

conclusie

Aldus elektronen - een stabiele, negatief geladen deeltjes. Ze zijn eenvoudig en kan niet vervallen in andere elementen. Zij worden aangeduid als fundamentele deeltjes, dat wil zeggen die deel uitmaken van de structuur van de materie.

De elektronen bewegen rond de kernen en vormen hun elektronenschil. Ze beïnvloeden de chemische, optische, mechanische en magnetische eigenschappen van verschillende stoffen. Deze deeltjes zijn betrokken bij de interactie elektromagnetische en zwaartekracht. Hun gerichte beweging ontstaat een elektrische stroom en magnetisch veld.