Segala sesuatu di sekitar kita di planet ini terdiri dari partikel kecil yang sulit dipahami. Elektron adalah salah satunya. Penemuan mereka terjadi relatif baru-baru ini. Dan itu membuka ide-ide baru tentang struktur atom, mekanisme transmisi listrik dan struktur dunia secara keseluruhan.
Bagaimana yang tak dapat dibagi
Dalam pengertian modern, elektron adalah partikel elementer. Mereka integral dan tidak pecah menjadi struktur yang lebih kecil. Tapi ide seperti itu tidak selalu ada. Elektron tidak diketahui sampai tahun 1897.
Bahkan para pemikir Yunani Kuno menduga bahwa segala sesuatu di dunia, seperti sebuah bangunan, terdiri dari banyak "batu bata" mikroskopis. Atom kemudian dianggap sebagai unit terkecil dari materi, dan kepercayaan ini bertahan selama berabad-abad.
Gagasan tentang atom baru berubah pada akhir abad ke-19. Setelah studi J. Thomson, E. Rutherford, H. Lorentz, P. Zeeman, inti atom dan elektron diakui sebagai partikel terkecil yang tidak dapat dibagi. Seiring waktu, proton, neutron, dan bahkan kemudian - neutrino, kaon, pi-meson, dll. ditemukan.
Sekarang sains mengetahui sejumlah besar partikel elementer, di antaranya elektron selalu menempati tempatnya.
Penemuan partikel baru
Pada saat elektron ditemukan dalam atom, para ilmuwan telah lama mengetahui tentang keberadaan listrik dan magnet. Tetapi sifat sejati dan sifat lengkap dari fenomena ini masih tetap menjadi misteri, menguasai pikiran banyak fisikawan.
Sudah pada awal abad ke-19, diketahui bahwa perambatan radiasi elektromagnetik terjadi pada kecepatan cahaya. Namun, orang Inggris Joseph Thomson, yang melakukan eksperimen dengan sinar katoda, menyimpulkan bahwa sinar itu terdiri dari banyak butir kecil, yang massanya lebih kecil dari atom.
Pada bulan April 1897, Thomson membuat presentasi, di mana dia mempresentasikan kepada komunitas ilmiah kelahiran partikel baru dalam atom, yang dia sebut sel darah. Kemudian, Ernest Rutherford, dengan bantuan eksperimen dengan kertas timah, mengkonfirmasi kesimpulan gurunya, dan sel-sel diberi nama yang berbeda - "elektron".
Penemuan ini tidak hanya memacu perkembangan ilmu fisika tetapi juga kimia. Ini memungkinkan kemajuan yang signifikan dalam studi listrik dan magnet, sifat-sifat zat, dan juga memunculkan fisika nuklir.
Apa itu elektron?
Elektron adalah partikel paling ringan yang memiliki muatan listrik. Pengetahuan kita tentang mereka sebagian besar masih kontradiktif dan tidak lengkap. Misalnya, dalam konsep modern, mereka hidup selamanya, karena mereka tidak pernah meluruh, tidak seperti neutron dan proton (usia peluruhan teoretis yang terakhir melebihi usia Alam Semesta).
Elektron stabil dan memiliki muatan negatif permanen e=1,6 x 10-19Kl. Mereka milik keluarga fermion dan kelompok lepton. Partikel berpartisipasi dalam interaksi elektromagnetik dan gravitasi yang lemah. Mereka ditemukan dalam atom. Partikel yang kehilangan kontak dengan atom adalah elektron bebas.
Massa elektron adalah 9,1 x 10-31 kg dan 1836 kali lebih kecil dari massa proton. Mereka memiliki putaran setengah bilangan bulat dan momen magnetik. Sebuah elektron dilambangkan dengan huruf "e-". Dengan cara yang sama, tetapi dengan tanda plus, antagonisnya ditunjukkan - antipartikel positron.
Keadaan elektron dalam atom
Ketika menjadi jelas bahwa atom terdiri dari struktur yang lebih kecil, perlu dipahami dengan tepat bagaimana mereka diatur di dalamnya. Karena itu, pada akhir abad ke-19, model atom pertama muncul. Menurut model Planetary, proton (bermuatan positif) dan neutron (netral) membentuk inti atom. Dan di sekitarnya, elektron bergerak dalam orbit elips.
Ide-ide ini berubah dengan munculnya fisika kuantum pada awal abad ke-20. Louis de Broglie mengajukan teori bahwa elektron memanifestasikan dirinya tidak hanya sebagai partikel, tetapi juga sebagai gelombang. Erwin Schrödinger menciptakan model gelombang atom, di mana elektron direpresentasikan sebagai awan kepadatan tertentu dengan muatan.
Hampir tidak mungkin untuk secara akurat menentukan lokasi dan lintasan elektron di sekitar nukleus. Dalam hal ini, konsep khusus "orbital" atau "awan elektron" diperkenalkan, yang merupakan ruang dari lokasi yang paling mungkin.bernama partikel.
Tingkat Energi
Jumlah elektron di awan di sekitar atom sama banyaknya dengan jumlah proton di dalam nukleusnya. Semuanya berada pada jarak yang berbeda. Yang paling dekat dengan nukleus adalah elektron dengan jumlah energi paling sedikit. Semakin banyak energi yang dimiliki partikel, semakin jauh mereka bisa pergi.
Tetapi mereka tidak diatur secara acak, tetapi menempati tingkat tertentu yang hanya dapat menampung sejumlah partikel tertentu. Setiap level memiliki jumlah energinya sendiri dan dibagi menjadi sublevel, dan sublevel tersebut, pada gilirannya, menjadi orbital.
Empat bilangan kuantum digunakan untuk menggambarkan karakteristik dan susunan elektron pada tingkat energi:
- n - angka utama yang menentukan energi elektron (sesuai dengan jumlah periode unsur kimia);
- l - nomor orbital yang menggambarkan bentuk awan elektron (s - bulat, p - bentuk delapan, d - semanggi atau bentuk delapan ganda, f - bentuk geometris kompleks);
- m adalah angka magnetik yang menentukan orientasi awan dalam medan magnet;
- ms adalah bilangan spin yang mencirikan rotasi elektron di sekitar sumbunya.
Kesimpulan
Jadi, elektron adalah partikel bermuatan negatif yang stabil. Mereka adalah unsur dan tidak dapat meluruh menjadi unsur lain. Mereka diklasifikasikan sebagai partikel fundamental, yaitu partikel yang merupakan bagian dari struktur materi.
Elektron bergerak mengelilingi inti atom dan membentuk kulit elektronnya. Mereka mempengaruhi kimia, optik,sifat mekanik dan magnet dari berbagai zat. Partikel-partikel ini berpartisipasi dalam interaksi elektromagnetik dan gravitasi. Gerakan arah mereka menciptakan arus listrik dan medan magnet.
