Електроните са какво? Свойства и история на откриването на електрони

Всичко около нас на планетата се състои от малки, неуловими частици. Електроните са един от тях. Техното откритие е станало сравнително наскоро. И откри нови идеи структурата на атома,

Как разделя неделимата

В съвременното разбиране електроните са елементарни частици. Те са холистични и не се разделят на по-малки структури. Но тази идея не винаги съществуваше. До 1897 г. електроните нямаха представа.

Все още мислителите на древна Гърция предположиха, че всяко нещо в света, като сграда, се състои от много микроскопични "тухли". Най-малката единица на материята тогава е атом и това убеждение продължавало от векове.

Идеята за атом се промени само в края на деветнадесети век. След изследванията на J. Thomson, E. Rutherford, H. Lorenz, P. Zeeman, най-малките неделими частици бяха разпознати като атомни ядра и електрони. С течение на времето бяха открити протони, неутрони и дори по-късно неутрино, каони, пиони и др.

Сега науката познава огромен брой елементарни частици, мястото, сред които неизменно заемат електрони.

Откриването на нова частица

По времето, когато имаше електроните са отворени в атома учените отдавна знаят за съществуването на електричество и магнетизъм. Но истинската природа и пълните свойства на тези явления все още са загадъчни, заемащи умовете на много физици.

Още в началото на XIX век е известно, че разпространението на електромагнитната радиация възниква при скоростта на светлината. Англичанинът Джоузеф Томсън обаче провежда експерименти с катодни лъчи и заключава, че те се състоят от много малки зърна, чиято маса е по-малка от атомната маса.

През април 1897 г. Томсън направи доклад, в който представи научната общност за раждането на нова частица в атома, която той нарече corpuscle. по-късно Ърнест Ръдърфорд с помощта на експерименти с фолио, потвърди заключенията на своя учител, а кръвните телца получиха друго име - "електрони".

Това откритие провокира развитието не само на физическата, но и на химическата наука. Той е постигнал значителен напредък в изучаването на електричеството и магнетизма, свойствата на веществата, а също е довел до ядрена физика.

Какво е електронен?

Електроните са най-леките частици, които имат електрически заряд. Нашето познание за тях все още е до голяма степен противоречиво и непълно. Например, в съвременните понятия те живеят вечно, тъй като те никога не се разпадат, за разлика от неутроните и протоните (теоретичната епоха на разпадане на последното надхвърля възрастта на Вселената).

Електроните са стабилни и имат постоянен отрицателен заряд e = 1,6 x 10^-19 Cl. Те се отнасят до семейството на фермиони и група лептони. Частиците участват в слабо електромагнитно и гравитационно взаимодействие. Те са в състава на атомите. Частиците, които са изгубили контакт с атомите, са свободни електрони.

Масата на електроните е 9.1 x 10^-31 kg и е 1836 пъти по-малко от масата на протона. Те имат половин интеграл и въртене, и магнитен момент. Електронът се обозначава с буквата "e^-"По същия начин, но с знак плюс, неговият антагонист е дефиниран - противопартикулният позитрон.

Състоянието на електроните в един атом

Когато стана ясно, че атомът се състои от по-малки структури, е необходимо да се разбере как точно се намират в него. Следователно в края на XIX век се появяват първите модели на атома. Според планетарните модели протони (положително заредени) и неутрони (неутрални) формират атомното ядро. И около него в елиптичните орбити се преместиха електрони.

Тези идеи се променят с появата на квантовата физика в началото на ХХ век. Луиз де Броли предлага теорията, че електронът се проявява не само като частица, но и като вълна. Ервин Шрьодингер създава вълнов модел на атома, където електроните са представени като облак с определена плътност с заряд.

Почти е невъзможно точно да се определи местоположението и траекторията на движението на електроните около ядрото. Във връзка с това се въвежда специална концепция "орбитален" или "електронен облак", който е пространството на най-вероятното разположение на споменатите частици.

Енергийни нива

Електроните в облака около атома са точно толкова, колкото протоните в сърцевината му. Всички те са на различни разстояния. Най-близо до ядрото са електроните с най-малко количество енергия. Колкото повече енергия е в частиците, толкова повече могат да бъдат.

Но те не се намират хаотично, но заемат специфични нива, които съдържат само определен брой частици. Всяко ниво има свое собствено количество енергия и е разделено на подложки, а тези, от своя страна, в орбитални.

За да опише характеристиките и разположението на електроните на енергийните нива, четири квантови числа:

• n - главният номер, който определя запаса на електрона (съответства на броя на периода на химическия елемент);
• л - орбитален номер, която описва формата на електронен облак (S - сферична, р - форма осем, г - формата на детелина или двойни осмици, е - сложна геометрична форма);
• m е магнитното число, което определя ориентацията на облака в магнитно поле;
• ms е въртящият номер, характеризиращ циркулацията на електроните около неговата ос.

заключение

Така че, електроните са стабилни, отрицателно заредени частици. Те са елементарни и не могат да се разпадат на други елементи. Те са класифицирани като фундаментални частици, т.е. тези, които са част от структурата на материята.

Електроните се движат около атомните ядра и образуват електронната си обвивка. Те влияят на химическите, оптичните, механичните и магнитните свойства на различните вещества. Тези частици участват в електромагнитните и гравитационните взаимодействия. Тяхното насочено движение създава електрически ток и магнитно поле.