Sayyoramizdagi atrofimizdagi hamma narsa tutib boʻlmaydigan mayda zarralardan iborat. Elektronlar ulardan biri. Ularning kashfiyoti nisbatan yaqinda sodir bo'ldi. Va bu atom tuzilishi, elektr energiyasini uzatish mexanizmlari va butun dunyo tuzilishi haqida yangi g'oyalarni ochib berdi.
Boʻlinmas qanday boʻlingan
Zamonaviy ma'noda elektronlar elementar zarralardir. Ular ajralmas va kichikroq tuzilmalarga bo'linmaydi. Ammo bunday fikr har doim ham mavjud emas edi. 1897 yilgacha elektronlar noma'lum edi.
Hatto Qadimgi Yunoniston mutafakkirlari ham dunyodagi hamma narsa, xuddi bino kabi, ko'plab mikroskopik "g'ishtlardan" iborat deb taxmin qilishgan. Oʻshanda atom materiyaning eng kichik birligi hisoblangan va bu eʼtiqod asrlar davomida saqlanib qolgan.
Atom haqidagi tushuncha faqat 19-asr oxirida oʻzgardi. J. Tomson, E. Rezerford, X. Lorents, P. Zemanlarning tadqiqotlaridan soʻng atom yadrolari va elektronlar eng kichik boʻlinmas zarralar sifatida eʼtirof etildi. Vaqt o'tishi bilan protonlar, neytronlar va hatto keyinchalik - neytrinolar, kaonlar, pi-mezonlar va boshqalar topildi.
Endi fan juda koʻp elementar zarrachalarni biladi, ular orasida elektronlar doimo oʻz oʻrnini egallaydi.
Yangi zarrachaning kashfiyoti
Atomda elektronlar kashf etilganda, olimlar elektr va magnitlanish mavjudligi haqida uzoq vaqtdan beri bilishgan. Ammo bu hodisalarning asl tabiati va to‘liq xossalari haligacha sir bo‘lib qolmoqda va ko‘plab fiziklarning ongini band qiladi.
19-asrning boshlaridayoq elektromagnit nurlanishning tarqalishi yorugʻlik tezligida sodir boʻlishi maʼlum boʻlgan edi. Biroq, ingliz Jozef Tomson katod nurlari bilan tajribalar o'tkazar ekan, ular massasi atomdan kichik bo'lgan ko'plab mayda donalardan iborat degan xulosaga keldi.
1897-yil aprel oyida Tomson taqdimot oʻtkazdi va u yerda ilmiy jamoatchilikka atomda yangi zarrachaning paydo boʻlishini taqdim etdi va uni korpuskula deb atadi. Keyinchalik, Ernest Ruterford folga bilan tajribalar yordamida o'z o'qituvchisining xulosalarini tasdiqladi va korpuskullarga boshqa nom berildi - "elektronlar".
Bu kashfiyot nafaqat fizika, balki kimyo fanining ham rivojlanishiga turtki boʻldi. Bu elektr va magnitlanishni, moddalarning xossalarini o'rganishda sezilarli yutuqlarga erishishga imkon berdi, shuningdek, yadro fizikasining paydo bo'lishiga olib keldi.
Elektron nima?
Elektronlar elektr zaryadiga ega boʻlgan eng yengil zarralardir. Ular haqidagi bizning bilimlarimiz hali ham asosan qarama-qarshi va to'liq emas. Masalan, zamonaviy tushunchalarda ular abadiy yashaydilar, chunki ular neytron va protonlardan farqli o'laroq hech qachon parchalanmaydi (ikkinchining nazariy yemirilish yoshi koinot yoshidan oshadi).
Elektronlar barqaror va doimiy manfiy zaryadga ega e=1,6 x 10-19Cl. Ular fermionlar oilasiga va leptonlar guruhiga kiradi. Zarrachalar zaif elektromagnit va tortishish o'zaro ta'sirida ishtirok etadi. Ular atomlarda uchraydi. Atomlar bilan aloqani yo'qotgan zarralar erkin elektronlardir.
Elektronlarning massasi 9,1 x 10-31 kg va proton massasidan 1836 marta kichik. Ular yarim butun spin va magnit momentga ega. Elektron "e-" harfi bilan belgilanadi. Xuddi shu tarzda, lekin ortiqcha belgisi bilan uning antagonisti - pozitron antizarrasi ko'rsatilgan.
Atomdagi elektronlarning holati
Atom kichikroq tuzilmalardan iborat ekanligi ayon bo'lgach, ular unda qanday joylashganligini aniq tushunish kerak edi. Shuning uchun 19-asrning oxirida atomning birinchi modellari paydo bo'ldi. Sayyoraviy modellarga ko'ra, protonlar (musbat zaryadlangan) va neytronlar (neytral) atom yadrosini tashkil qiladi. Va uning atrofida elektronlar elliptik orbitalarda harakat qildi.
Bu g'oyalar 20-asr boshlarida kvant fizikasi paydo bo'lishi bilan o'zgardi. Lui de Broyl elektronning nafaqat zarracha, balki to'lqin sifatida ham namoyon bo'lishi haqidagi nazariyani ilgari suradi. Ervin Shredinger atomning toʻlqin modelini yaratadi, bunda elektronlar zaryadli maʼlum zichlikdagi bulut sifatida ifodalanadi.
Yadro atrofidagi elektronlarning joylashishi va traektoriyasini aniq aniqlash deyarli mumkin emas. Shu munosabat bilan "orbital" yoki "elektron bulut" ning maxsus tushunchasi kiritilgan bo'lib, u eng ehtimoliy joylashuv fazosi hisoblanadi.nomli zarralar.
Energiya darajalari
Atom atrofidagi bulutda uning yadrosidagi proton qancha boʻlsa, shuncha elektron bor. Ularning barchasi turli masofalarda joylashgan. Yadroga eng yaqin energiya eng kam miqdorda elektronlardir. Zarrachalar qanchalik ko'p energiyaga ega bo'lsa, ular shunchalik uzoqqa borishlari mumkin.
Ammo ular tasodifiy joylashtirilmagan, balki faqat ma'lum miqdordagi zarrachalarni sig'dira oladigan o'ziga xos darajalarni egallaydi. Har bir daraja o'ziga xos energiya miqdoriga ega va quyi darajalarga, ular esa o'z navbatida orbitallarga bo'lingan.
Energiya sathlarida elektronlarning xarakteristikalari va joylashishini tavsiflash uchun toʻrtta kvant sonidan foydalaniladi:
- n - elektronning energiyasini aniqlaydigan asosiy raqam (kimyoviy element davrining soniga to'g'ri keladi);
- l - elektron bulut shaklini tavsiflovchi orbital raqam (s - sharsimon, p - sakkiz shakl, d - yonca yoki qo'sh sakkiz shakl, f - murakkab geometrik shakl);
- m - bulutning magnit maydondagi yoʻnalishini aniqlaydigan magnit son;
- ms – oʻz oʻqi atrofida elektronlarning aylanishini tavsiflovchi spin soni.
Xulosa
Demak, elektronlar barqaror manfiy zaryadlangan zarralardir. Ular elementar va boshqa elementlarga parchalana olmaydi. Ular asosiy zarralar, ya'ni materiya tuzilishiga kiruvchi zarralar sifatida tasniflanadi.
Elektronlar atom yadrolari atrofida harakatlanib, ularning elektron qobig'ini tashkil qiladi. Ular kimyoviy, optik,turli moddalarning mexanik va magnit xossalari. Ushbu zarralar elektromagnit va tortishish o'zaro ta'sirida ishtirok etadi. Ularning yo‘nalishli harakati elektr toki va magnit maydon hosil qiladi.
