Gjithçka rreth nesh në planet përbëhet nga grimca të vogla e të pakapshme. Elektronet janë një prej tyre. Zbulimi i tyre ndodhi relativisht kohët e fundit. Dhe hapi ide të reja për strukturën e atomit, mekanizmat për transmetimin e energjisë elektrike dhe strukturën e botës në tërësi.
Si u nda i pandashëm
Në kuptimin modern, elektronet janë grimca elementare. Ato janë integrale dhe nuk ndahen në struktura më të vogla. Por një ide e tillë nuk ekzistonte gjithmonë. Elektronet ishin të panjohura deri në vitin 1897.
Edhe mendimtarët e Greqisë së Lashtë menduan se çdo gjë në botë, si një ndërtesë, përbëhet nga shumë "tulla" mikroskopike. Atomi konsiderohej atëherë si njësia më e vogël e materies dhe ky besim vazhdoi për shekuj.
Nocioni i atomit ndryshoi vetëm në fund të shekullit të 19-të. Pas studimeve të J. Thomson, E. Rutherford, H. Lorentz, P. Zeeman, bërthamat atomike dhe elektronet u njohën si grimcat më të vogla të pandashme. Me kalimin e kohës, u zbuluan protonet, neutronet, madje edhe më vonë - neutrinot, kaonet, pi-mezonet, etj.
Tani shkenca njeh një numër të madh grimcash elementare, ndër të cilat elektronet zënë vendin e tyre pa ndryshim.
Zbulimi i një grimce të re
Në kohën kur elektronet u zbuluan në atom, shkencëtarët kishin ditur prej kohësh për ekzistencën e elektricitetit dhe magnetizmit. Por natyra e vërtetë dhe vetitë e plota të këtyre fenomeneve mbeten ende një mister, duke pushtuar mendjet e shumë fizikantëve.
Tashmë në fillim të shekullit të 19-të, dihej se përhapja e rrezatimit elektromagnetik ndodh me shpejtësinë e dritës. Megjithatë, anglezi Joseph Thomson, duke kryer eksperimente me rrezet katodike, arriti në përfundimin se ato përbëhen nga shumë kokrra të vogla, masa e të cilave është më e vogël se atomike.
Në prill të vitit 1897, Tomson bëri një prezantim, ku ai prezantoi para komunitetit shkencor lindjen e një grimce të re në atom, të cilën ai e quajti një trup. Më vonë, Ernest Rutherford, me ndihmën e eksperimenteve me fletë metalike, konfirmoi përfundimet e mësuesit të tij, dhe trupave iu dha një emër tjetër - "elektrone".
Ky zbulim nxiti zhvillimin jo vetëm të shkencës fizike, por edhe kimike. Ai lejoi përparim të konsiderueshëm në studimin e elektricitetit dhe magnetizmit, vetitë e substancave dhe gjithashtu i dha shkas fizikës bërthamore.
Çfarë është një elektron?
Elektronet janë grimcat më të lehta që kanë një ngarkesë elektrike. Njohuritë tona për to janë ende kryesisht kontradiktore dhe jo të plota. Për shembull, në konceptet moderne, ata jetojnë përgjithmonë, pasi ato nuk kalben kurrë, ndryshe nga neutronet dhe protonet (epoka teorike e prishjes së këtyre të fundit tejkalon moshën e Universit).
Elektronet janë të qëndrueshme dhe kanë një ngarkesë negative të përhershme e=1,6 x 10-19Cl. I përkasin familjes së fermioneve dhe grupit të leptonit. Grimcat marrin pjesë në bashkëveprim të dobët elektromagnetik dhe gravitacional. Ato gjenden në atome. Grimcat që kanë humbur kontaktin me atomet janë elektrone të lira.
Masa e elektroneve është 9,1 x 10-31 kg dhe është 1836 herë më pak se masa e një protoni. Ata kanë rrotullim gjysmë të plotë dhe moment magnetik. Një elektron shënohet me shkronjën "e-". Në të njëjtën mënyrë, por me një shenjë plus, tregohet antagonisti i tij - antigrimca pozitron.
Gjendja e elektroneve në një atom
Kur u bë e qartë se atomi përbëhet nga struktura më të vogla, ishte e nevojshme të kuptohej saktësisht se si janë vendosur ato në të. Prandaj, në fund të shekullit të 19-të, u shfaqën modelet e para të atomit. Sipas modeleve planetare, protonet (të ngarkuar pozitivisht) dhe neutronet (neutrale) përbënin bërthamën atomike. Dhe rreth tij, elektronet lëviznin në orbita eliptike.
Këto ide ndryshojnë me ardhjen e fizikës kuantike në fillim të shekullit të 20-të. Louis de Broglie parashtron teorinë se elektroni shfaqet jo vetëm si grimcë, por edhe si valë. Erwin Schrödinger krijon një model valor të një atomi, ku elektronet përfaqësohen si një re me një densitet të caktuar me një ngarkesë.
Është pothuajse e pamundur të përcaktohet me saktësi vendndodhja dhe trajektorja e elektroneve rreth bërthamës. Në këtë drejtim, është paraqitur një koncept i veçantë i "orbitalit" ose "resë elektronike", që është hapësira e vendndodhjes më të mundshme.grimca me emër.
Nivelet e Energjisë
Ka saktësisht aq elektrone në re rreth një atomi sa ka protone në bërthamën e tij. Të gjithë ata janë në distanca të ndryshme. Më afër bërthamës janë elektronet me sasinë më të vogël të energjisë. Sa më shumë energji të kenë grimcat, aq më larg mund të shkojnë.
Por ato nuk janë të renditura rastësisht, por zënë nivele specifike që mund të strehojnë vetëm një numër të caktuar grimcash. Çdo nivel ka sasinë e vet të energjisë dhe ndahet në nënnivele, dhe ato, nga ana tjetër, në orbitale.
Katër numra kuantikë përdoren për të përshkruar karakteristikat dhe rregullimin e elektroneve në nivelet e energjisë:
- n - numri kryesor që përcakton energjinë e elektronit (korrespondon me numrin e periudhës së elementit kimik);
- l - numër orbital që përshkruan formën e resë elektronike (s - sferike, p - formë tetë, d - formë tërfili ose dyshe tetë, f - formë komplekse gjeometrike);
- m është një numër magnetik që përcakton orientimin e resë në një fushë magnetike;
- ms është një numër spin që karakterizon rrotullimin e elektroneve rreth boshtit të tij.
Përfundim
Pra, elektronet janë grimca të qëndrueshme të ngarkuara negativisht. Ato janë elementare dhe nuk mund të kalojnë në elementë të tjerë. Ato klasifikohen si grimca themelore, pra ato që janë pjesë e strukturës së materies.
Elektronet lëvizin rreth bërthamave atomike dhe përbëjnë shtresën e tyre elektronike. Ato ndikojnë në kimikatet, optike,vetitë mekanike dhe magnetike të substancave të ndryshme. Këto grimca marrin pjesë në ndërveprim elektromagnetik dhe gravitacional. Lëvizja e tyre e drejtuar krijon një rrymë elektrike dhe një fushë magnetike.
