Elektroner - vad är detta? Egenskaperna och historien om upptäckten av elektroner

Runt omkring oss i världen består av små, omärkliga för ögat av partiklarna. Elektroner - detta är en av dem. Deras upptäckt har skett relativt nyligen. Och det öppnade upp en ny förståelse av strukturen av atomen, elöverföringsmekanismer och strukturen i världen som helhet.

Hur man kan dela den odelbara

Den moderna förståelse av elektroner - denna elementarpartiklar. De är konsekventa och inte delas upp i mindre strukturer. Men en sådan idé har inte alltid funnits. Fram till 1897 om elektroner hade ingen aning.

Fler tänkare antika Grekland gissade att varje punkt på ljuset består byggnaden av ett flertal mikroskopiska "tegelstenar". Den minsta enheten av ärende behandlat sedan atomen och denna tro pågått under århundraden.

Representation av atomen har förändrats bara i slutet av artonhundratalet. Efter undersökningar J. Thomson, E. Rutherford, H. Lorenz, P. Zeeman minsta partiklarna odelbara atomkärnor och elektroner har erkänts. Med tiden upptäcktes protoner, neutroner, och även senare - neutrinon, kaonerna, pions, osv ...

Nu vetenskapen vet ett stort antal elementarpartiklar, platsen som alltid upptagen och elektroner.

Upptäckten av en ny partikel

Vid den tidpunkt då de var elektroner upptäcktes i atomen, har forskarna länge känt till förekomsten av elektricitet och magnetism. Men den sanna naturen och hela egenskaperna hos dessa fenomen är fortfarande ett mysterium, ockuperar medvetandet hos många fysiker.

I början av artonhundratalet var det känt att spridning av elektromagnetisk strålning, ljusets hastighet. Men engelsmannen Dzhozef Tomson, utför experiment med katodstrålar, drog slutsatsen att de består av många små korn vars massa är mindre än kärnkraft.

I April 1897 Thomson höll ett tal där han presenterade det vetenskapliga samfundet att födelsen av en ny partikel i sammansättningen av atomer, som han kallade blodkropp. Senare Ernest Rutherford använda folie experiment bekräftade slutsatserna från hans lärare och blodkroppar fick ett annat namn - "elektroner"

Denna upptäckt ledde till utvecklingen av inte bara fysisk utan även kemivetenskap. Det är möjligt att göra betydande framsteg i studiet av elektricitet och magnetism, materiens egenskaper, och gav upphov till kärnfysik.

Vad är en elektron?

Elektroner - är den lättaste partiklar med en elektrisk laddning. Vår kunskap om dem fortfarande till stor del motsägelsefulla och ofullständiga. Till exempel i moderna idéer som de leva för evigt, eftersom aldrig bryta, till skillnad från neutroner och protoner (teoretisk kollaps av den sista ålder överstiger universums ålder).

Elektroner är stabila och har en konstant negativ laddning e = 1,6 x 10 ^-19 Cl. De tillhör familjen av fermioner och leptoner grupp. De är involverade i en svag elektromagnetisk och gravitations växelverkan partiklar. De består av atomer. Partiklar som har förlorat kontakten med atomerna - fria elektroner.

Massan av elektroner är 9,1 x 10 ^-31 kg och är 1836 gånger mindre än massan för en proton. De har halv integrerad och spinn och ett magnetiskt moment. Electron betecknas med bokstaven "e ^-". Densamma, men med ett plustecken betecknar sin antagonist - antiparticle positron.

State of elektronerna i en atom

När det stod klart att en atom består av mindre strukturer, var det nödvändigt att förstå exakt hur de är ordnade i den. Så i slutet av artonhundratalet dök den första modellen av atomen. Enligt planet modell, protoner (positivt laddade) och neutroner (neutrala) utgjorde kärnan. A elektroner rör sig i elliptiska banor.

Dessa uppfattningar förändras med tillkomsten av kvantfysik i början av XX-talet. Lui De Broglie lagt fram teorin att elektronen beter sig inte bara som en partikel, men också som en våg. Erwin Schrodinger skapar en våg modell av atomen, där elektroner representeras av ett moln med viss laddningsdensitet.

För att lokalisera och bana elektronerna runt kärnan är praktiskt taget omöjligt. I detta avseende, infört en särskild term "orbital" eller "elektronmoln", vilket är utrymmet av de mest troliga platser av partiklarna.

energinivåer

Elektronmoln runt en atom lika mycket och protoner i sin kärna. Alla är på olika avstånd. Närmast kärnan är anordnade elektroner med minsta mängd energi. Ju mer energi i partiklarna, ju mer de kan vara.

Men de är placerade på måfå, och vidta särskilda nivåer, som rymmer endast ett visst antal partiklar. Varje nivå har sin egen mängd energi och är indelad i undernivåer, och de i sin tur, på orbitaler.

Att beskriva egenskaper och lokalisering av elektronerna vid de energinivåer, fyra kvant siffror :

• n - huvud heltal som anger elektronenergireserv (motsvarar antalet av det kemiska elementet perioden);
• l - orbital antal, som beskriver formen på elektronmolnet (s - sfäriska, p - formen åtta, d - formen av klöver eller dubbla åttor, f - en komplex geometrisk form);
• m - antal magnetiska definierande moln orientering i ett magnetfält;
• ms - spinn nummer, som kännetecknar den elektroner bana runt sin axel.

slutsats

Sålunda, elektroner - en stabil, negativt laddade partiklar. De är grundläggande och kan inte förfalla till andra element. De kallas grundläggande partiklar, dvs de som är en del av strukturen i frågan.

Elektronerna flytta runt kärnorna och bilda sin elektronskal. De påverkar de kemiska, optiska, mekaniska och magnetiska egenskaperna hos olika substanser. Dessa partiklar är inblandade i den elektromagnetiska och gravitations interaktion. Deras riktad rörelse skapar en elektrisk ström och magnetiskt fält.