Planetdə bizi əhatə edən hər şey kiçik, əlçatmaz hissəciklərdən ibarətdir. Elektronlar onlardan biridir. Onların kəşfi nisbətən yaxınlarda baş verib. Və atomun quruluşu, elektrik enerjisinin ötürülməsi mexanizmləri və bütövlükdə dünyanın quruluşu haqqında yeni fikirlər açdı.
Bölünməzlər necə bölündü
Müasir mənada elektronlar elementar hissəciklərdir. Onlar ayrılmazdır və daha kiçik strukturlara bölünmürlər. Ancaq belə bir fikir həmişə mövcud deyildi. 1897-ci ilə qədər elektronlar naməlum idi.
Hətta Qədim Yunanıstanın mütəfəkkirləri belə təxmin edirdilər ki, dünyada bina kimi hər şey çoxlu mikroskopik “kərpicdən” ibarətdir. O zaman atom maddənin ən kiçik vahidi hesab olunurdu və bu inanc əsrlər boyu davam etdi.
Atom anlayışı yalnız 19-cu əsrin sonunda dəyişdi. C. Tomson, E. Ruterford, H. Lorentz, P. Zeemanın tədqiqatlarından sonra atom nüvələri və elektronlar ən kiçik bölünməz hissəciklər kimi tanındı. Zamanla protonlar, neytronlar və hətta daha sonralar - neytrinolar, kaonlar, pi-mezonlar və s. kəşf edildi.
İndi elm çoxlu sayda elementar hissəcikləri bilir ki, onların arasında elektronlar daim öz yerlərini tuturlar.
Yeni hissəciyin kəşfi
Atomda elektronlar kəşf edilən zaman elm adamları elektrik və maqnitizmin mövcudluğu haqqında çoxdan bilirdilər. Lakin bu hadisələrin əsl mahiyyəti və tam xüsusiyyətləri hələ də bir çox fiziklərin zehnini məşğul edən sirr olaraq qalır.
Artıq 19-cu əsrin əvvəllərində məlum idi ki, elektromaqnit şüalanmasının yayılması işıq sürətində baş verir. Lakin ingilis Cozef Tomson katod şüaları ilə təcrübələr apararaq belə nəticəyə gəldi ki, onlar kütləsi atomdan daha az olan çoxlu xırda dənəciklərdən ibarətdir.
1897-ci ilin aprelində Tomson bir təqdimat etdi və burada elmi ictimaiyyətə atomda cisimcik adlandırdığı yeni hissəciyin doğulmasını təqdim etdi. Daha sonra Ernest Ruterford folqa ilə apardığı təcrübələrin köməyi ilə müəlliminin gəldiyi nəticəni təsdiqlədi və korpuskullara başqa ad - "elektronlar" verildi.
Bu kəşf təkcə fiziki deyil, həm də kimya elminin inkişafına təkan verdi. Bu, elektrik və maqnitizmin, maddələrin xassələrinin öyrənilməsində əhəmiyyətli irəliləyişlərə imkan verdi, həmçinin nüvə fizikasının yaranmasına səbəb oldu.
Elektron nədir?
Elektronlar elektrik yüklü ən yüngül hissəciklərdir. Onlar haqqında məlumatımız hələ də əsasən ziddiyyətli və natamamdır. Məsələn, müasir anlayışlarda onlar əbədi olaraq yaşayırlar, çünki neytron və protonlardan fərqli olaraq heç vaxt çürümürlər (sonuncunun nəzəri çürümə yaşı Kainatın yaşından artıqdır).
Elektronlar sabitdir və daimi mənfi yükə malikdir e=1.6 x 10-19Cl. Fermion ailəsinə və lepton qrupuna aiddirlər. Hissəciklər zəif elektromaqnit və qravitasiya qarşılıqlı təsirində iştirak edir. Onlar atomlarda olur. Atomlarla əlaqəni itirmiş hissəciklər sərbəst elektronlardır.
Elektronların kütləsi 9,1 x 10-31 kq-dır və protonun kütləsindən 1836 dəfə azdır. Onların yarım tam fırlanması və maqnit momenti var. Elektron "e-" hərfi ilə işarələnir. Eyni şəkildə, lakin artı işarəsi ilə onun antaqonisti - pozitron antihissəcik göstərilir.
Atomdakı elektronların vəziyyəti
Atomun daha kiçik strukturlardan ibarət olduğu aydınlaşdıqda, onların onda necə düzüldüyünü dəqiq başa düşmək lazım idi. Buna görə də 19-cu əsrin sonlarında atomun ilk modelləri meydana çıxdı. Planet modellərinə görə, atom nüvəsini protonlar (müsbət yüklü) və neytronlar (neytral) təşkil edirdi. Və onun ətrafında elektronlar elliptik orbitlərdə hərəkət edirdi.
Bu fikirlər 20-ci əsrin əvvəllərində kvant fizikasının meydana çıxması ilə dəyişir. Lui de Broyl elektronun təkcə hissəcik kimi deyil, həm də dalğa kimi təzahür etməsi nəzəriyyəsini irəli sürür. Ervin Şrödinger atomun dalğa modelini yaradır, burada elektronlar yüklə müəyyən sıxlıqda bulud şəklində təmsil olunur.
Nüvə ətrafındakı elektronların yerini və trayektoriyasını dəqiq müəyyən etmək demək olar ki, mümkün deyil. Bununla əlaqədar olaraq, ən çox ehtimal olunan yerin məkanı olan xüsusi “orbital” və ya “elektron bulud” anlayışı təqdim edilir.adlı hissəciklər.
Enerji Səviyyələri
Bir atomun ətrafındakı buludda onun nüvəsindəki protonların sayı qədər elektron var. Onların hamısı müxtəlif məsafələrdədir. Nüvəyə ən yaxın olanlar ən az enerjiyə malik elektronlardır. Hissəciklərin enerjisi nə qədər çox olarsa, bir o qədər uzağa gedə bilər.
Lakin onlar təsadüfi düzülməyib, ancaq müəyyən sayda hissəcikləri yerləşdirə bilən xüsusi səviyyələri tuturlar. Hər səviyyənin öz enerji miqdarı var və alt səviyyələrə, onlar isə öz növbəsində orbitallara bölünür.
Enerji səviyyələrində elektronların xüsusiyyətlərini və düzülməsini təsvir etmək üçün dörd kvant nömrəsi istifadə olunur:
- n - elektronun enerjisini təyin edən əsas ədəd (kimyəvi elementin dövrünün sayına uyğundur);
- l - elektron buludunun formasını təsvir edən orbital ədəd (s - sferik, p - səkkiz forma, d - yonca və ya qoşa səkkiz forma, f - mürəkkəb həndəsi forma);
- m buludun maqnit sahəsində oriyentasiyasını təyin edən maqnit rəqəmidir;
- ms elektronların öz oxu ətrafında fırlanmasını xarakterizə edən spin ədədidir.
Nəticə
Beləliklə, elektronlar sabit mənfi yüklü hissəciklərdir. Onlar elementardır və başqa elementlərə parçalana bilməzlər. Onlar əsas hissəciklər, yəni maddənin strukturuna daxil olan hissəciklər kimi təsnif edilir.
Elektronlar atom nüvələri ətrafında hərəkət edir və onların elektron qabığını təşkil edir. Onlar kimyəvi, optik,müxtəlif maddələrin mexaniki və maqnit xassələri. Bu hissəciklər elektromaqnit və qravitasiya qarşılıqlı təsirində iştirak edirlər. Onların istiqamətli hərəkəti elektrik cərəyanı və maqnit sahəsi yaradır.
