Electronau yw beth? Eiddo a hanes darganfod electronau

Mae popeth o'n cwmpas ni ar y blaned yn cynnwys gronynnau bach, diflas. Mae electronron yn un ohonynt. Digwyddodd eu darganfyddiad yn gymharol ddiweddar. Ac fe agorodd syniadau newydd am strwythur yr atom, mecanweithiau trosglwyddo trydan a threfniadaeth y byd yn gyffredinol.

Pa mor rhannol yw'r anochel

Yn y ddealltwriaeth fodern, mae electronau yn gronynnau elfennol. Maent yn rhan annatod ac nid ydynt wedi'u rhannu'n strwythurau llai. Ond nid oedd y syniad hwn bob amser yn bodoli. Hyd 1897, nid oedd gan yr electronau unrhyw gysyniad.

Mae dyfeiswyr hen Wlad Groeg yn dyfalu bod pob peth yn y byd, fel adeilad, yn cynnwys llawer o "frics" microsgopig. Yr uned leiaf lleiaf oedd atom, a pharhaodd y gred hon ers canrifoedd.

Roedd y syniad o atom wedi newid dim ond ar ddiwedd y ganrif XIX. Ar ôl ymchwiliadau J. Thomson, E. Rutherford, H. Lorenz, P. Zeeman, cydnabuwyd y gronynnau indivisible lleiaf fel cnewyllyn atomig ac electronau. Mewn pryd, darganfuwyd protonau, niwtronau, a hyd yn oed yn ddiweddarach - niwrinos, caonau, pionnau, ac ati.

Nawr mae gwyddoniaeth yn gwybod nifer fawr o ronynnau elfennol, y lle y mae pobl yn ei feddiannu ac electronau yn ddieithriad.

Darganfod gronyn newydd

Erbyn yr amser pan ddarganfuwyd yr electronau yn yr atom, mae gwyddonwyr wedi bod yn ymwybodol iawn o fodolaeth trydan a magnetedd. Ond mae natur wirioneddol ac eiddo llawn y ffenomenau hyn yn dal i fod yn ddirgelwch, gan feddiannu meddyliau llawer o ffisegwyr.

Eisoes ar ddechrau'r ganrif ar bymtheg, roedd yn hysbys bod ymbelydredd electromagnetig yn digwydd ar gyflymder goleuni. Fodd bynnag, daeth y Saeson Joseph Thomson, sy'n cynnal arbrofion â chorys cathod, i'r casgliad eu bod yn cynnwys llawer o grawn bychan, y mae ei màs yn llai na'r màs atomig.

Ym mis Ebrill 1897, fe wnaeth Thomson adroddiad, lle cyflwynodd y gymuned wyddonol enedigaeth gronyn newydd yn yr atom, a elwir yn corpuscle. Yn ddiweddarach, cadarnhaodd Ernest Rutherford , gan ddefnyddio arbrofion gyda ffoil, gasgliadau ei athro, a rhoddwyd enw arall i'r corpusbau - "electronau."

Gwnaeth y darganfyddiad hwn gwthio datblygiad nid yn unig gwyddoniaeth gorfforol, ond hefyd yn gemegol. Fe wnaeth hi'n bosibl symud ymlaen yn sylweddol wrth astudio trydan a magnetedd, priodweddau sylweddau, a hefyd yn achosi ffiseg niwclear.

Beth yw electron?

Electronau yw'r gronynnau golau sydd â thâl trydan. Mae ein gwybodaeth amdanynt yn dal i fod yn groes i raddau helaeth ac yn anghyflawn. Er enghraifft, mewn cysyniadau modern maen nhw'n byw am byth, gan nad ydynt byth yn pydru, yn wahanol i niwtronau a phrotonau (mae oed damcaniaethol pydredd yr olaf yn fwy na oes y bydysawd).

Mae'r electronau yn sefydlog ac mae ganddynt ffi negyddol gyson e = 1.6 × 10 ^-19 Celsius. Fe'u cyfeirir at y teulu o fermions a grŵp o leptoniaid. Mae'r gronynnau'n cymryd rhan mewn rhyngweithio electromagnetig gwan ac ysgogol. Maent yng nghyfansoddiad atomau. Mae erthyglau rhad ac am ddim yn rhannau sydd wedi colli cysylltiad ag atomau.

Màs yr electronau yw 9.1 × 10 ^-31 kg ac mae'n 1836 gwaith yn llai na màs y proton. Mae ganddynt hanner annatod a sbin, ac eiliad magnetig. Mae'r electron wedi'i nodi gan y llythyr "e ^- ". Yn yr un modd, ond gydag arwydd mwy, mae ei antagonist - antiparticle positron - wedi'i ddynodi.

Cyflwr electronau mewn atom

Pan ddaeth i'r amlwg bod yr atom yn cynnwys strwythurau llai, roedd angen deall yn union sut y maent wedi'u lleoli ynddi. Felly, ar ddiwedd y ganrif XIX, ymddengys modelau cyntaf yr atom. Yn ôl y modelau planedol, ffurfiodd protonau (a godir yn gadarnhaol) a niwtronau (niwtral) y cnewyllyn atomig. Ac o'i gwmpas ar yr orbitau eliptig symudodd electronau.

Mae'r syniadau hyn yn newid gyda dyfodiad ffiseg cwantwm yn gynnar yn yr ugeinfed ganrif. Mae Louis de Broglie yn cynnig y theori bod yr electron yn dangos ei hun nid yn unig fel gronyn, ond hefyd fel ton. Mae Erwin Schrodinger yn creu model ton o'r atom, lle mae'r electronau'n cael eu cynrychioli fel cymylau o ddwysedd penodol gyda chodi tâl.

Mae'n bron yn amhosibl penderfynu yn fanwl gywir lleoliad a thraithiad y cynnig o electronau o amgylch y cnewyllyn. Mewn cysylltiad â hyn, cyflwynir cysyniad arbennig, "orbital" neu "cloud cloud", sef lle y trefniant mwyaf tebygol o'r gronynnau a enwir.

Lefelau ynni

Mae electronron yn y cwmwl o gwmpas yr atom yn union gymaint â phrotonau yn ei graidd. Mae pob un ohonynt ar bellteroedd gwahanol. Y agosaf at y cnewyllyn yw'r electronau sydd â'r swm lleiaf o egni. Po fwyaf o ynni yw'r gronynnau, y mwyaf y gallant fod.

Ond nid ydynt wedi eu lleoli yn wleidyddol, ond maent yn meddiannu lefelau penodol sy'n cynnwys dim ond nifer benodol o ronynnau. Mae gan bob lefel ei faint ei hun o ynni ac fe'i rhannir yn islevels, a'r rhai yn eu tro, i mewn i orbitals.

I ddisgrifio nodweddion a lleoliad electronau ar lefelau egni, defnyddir pedwar rhif cwantwm :

• N - y prif rif sy'n pennu cronfa wrth gefn yr electron (yn cyfateb i nifer y cyfnod elfen gemegol);
• L yw'r rhif orbital sy'n disgrifio siâp y cwmwl electron (s yw siâp sfferig, p yw ffigur wyth, d yw siâp meillion neu ffigwr dwbl wyth, f yn siâp geometrig gymhleth);
• M yw'r rhif magnetig sy'n pennu cyfeiriadedd y cwmwl mewn maes magnetig;
• Ms yw'r rhif troelli sy'n nodweddu gwrthdro electronau o amgylch ei echel.

Casgliad

Felly, mae electronau yn gronynnau sefydlog, a godir yn negyddol. Maent yn elfennol ac nid ydynt yn gallu pydru i elfennau eraill. Fe'u dosbarthir fel gronynnau sylfaenol, hynny yw, y rhai sy'n rhan o strwythur y mater.

Mae'r electronau'n symud o amgylch y cnewyllyn atomig ac maent yn ffurfio eu cregyn electronig. Maent yn effeithio ar eiddo cemegol, optegol, mecanyddol a magnetig gwahanol sylweddau. Mae'r gronynnau hyn yn cymryd rhan yn y rhyngweithiadau electromagnetig a disgyrchiant. Mae eu cynnig cyfeiriadol yn creu cyflenwad trydan a maes magnetig.