Elektronų apibrėžimas: chemijos žodynas

Mokslo nuotraukų biblioteka – MEHAU KULYK, Getty Images

Elektronas yra stabilus neigiamo krūvio komponentas atomas . Elektronai egzistuoja už ir ribų supančios atomą branduolys. Kiekvienas elektronas turi vieną neigiamo krūvio vienetą (1,602 x 10^-19kulonas) ir turi mažą masė palyginti su a neutronas arba protonas . Elektronų masė yra daug mažesnė nei protonų arba neutronai. Elektrono masė yra 9,10938 x 10^-31kilogramas. Tai yra maždaug 1/1836 protono masės.

Kietosiose medžiagose elektronai yra pagrindinė srovės laidumo priemonė (nes protonai yra didesni, paprastai surišti su branduoliu, todėl juos sunkiau judėti). Skysčiuose srovės nešikliai dažniau yra jonai.

Elektronų galimybę numatė Richardas Lamingas (1838-1851), airių fizikas G. Johnstone'as Stoney (1874) ir kiti mokslininkai. Terminą „elektronas“ pirmą kartą pasiūlė Stoney 1891 m., nors britų fizikas elektronas buvo atrastas tik 1897 m. J.J. Tomsonas .

Dažnas elektrono simbolis yra e^-. Elektrono antidalelė, turinti teigiamą elektros krūvį, vadinama pozitronu arba antielektronu ir žymima simboliu β^-. Susidūrus elektronui ir pozitronui, abi dalelės sunaikinamos ir išsiskiria gama spinduliai.

Elektroniniai faktai

• Elektronai laikomi elementariųjų dalelių rūšimi, nes jie nėra sudaryti iš mažesnių komponentų. Jie yra dalelių tipas, priklausantis leptonų šeimai ir turi mažiausią bet kurio įkrauto leptono ar kitos įkrautos dalelės masę.
• Kvantinėje mechanikoje elektronai laikomi identiškais vienas kitam, nes jiems atskirti negalima naudoti jokios fizinės savybės. Elektronai gali apsikeisti vietomis vienas su kitu nesukeldami pastebimų sistemos pokyčių.
• Elektronus traukia teigiamai įkrautos dalelės, pavyzdžiui, protonai.
• Nesvarbu, ar medžiaga turi grynąjį elektros krūvį, ar ne, lemia elektronų skaičiaus ir teigiamo atomo branduolių krūvio pusiausvyra. Jei elektronų yra daugiau nei teigiamų krūvių, laikoma, kad medžiaga yra neigiamai įkrauta. Jei yra protonų perteklius, objektas laikomas teigiamai įkrautu. Jei elektronų ir protonų skaičius yra subalansuotas, laikoma, kad medžiaga yra elektriškai neutrali.
• Elektronai gali laisvai egzistuoti vakuume. Jie vadinami Laisvas elektronų. Elektronai metale elgiasi taip, lyg būtų laisvieji elektronai ir gali judėti, kad susidarytų grynasis krūvio srautas, vadinamas elektros srove. Kai elektronai (arba protonai) juda, susidaro magnetinis laukas.
• Neutralus atomas turi tiek pat protonų ir elektronų. Jis gali turėti įvairų neutronų skaičių ( formuojasi izotopai ), nes neutronai neturi grynojo elektros krūvio.
• Elektronai turi ir dalelių, ir bangų savybių. Jie gali būti difrakcuojami kaip fotonai, tačiau gali susidurti tarpusavyje ir su kitomis dalelėmis, kaip ir su kita medžiaga.
• Atominė teorija apibūdina elektronus kaip apvalkaluose supančius atomo protonų/neutronų branduolį. Nors teoriškai įmanoma, kad elektronas būtų bet kurioje atomo vietoje, greičiausiai jį galima rasti jo kiaute.
• Elektrono sukinys arba vidinis kampinis impulsas yra 1/2.
• Mokslininkai gali išskirti ir sugauti vieną elektroną įrenginyje, vadinamame Peningo spąstais. Ištyrę pavienius elektronus, mokslininkai nustatė, kad didžiausias elektronų spindulys yra 10^-22metrų. Daugeliu praktinių tikslų elektronai laikomi taškiniais krūviais, kurie yra elektriniai krūviai, neturintys fizinių matmenų.
• Remiantis Didžiojo sprogimo teorija apie visatą, fotonai turėjo pakankamai energijos per pirmąją sprogimo milisekundę, kad galėtų reaguoti vienas su kitu ir sudaryti elektronų-pozitronų poras. Šios poros sunaikino viena kitą, skleisdamos fotonus. Dėl nežinomų priežasčių atėjo laikas, kai elektronų buvo daugiau nei pozitronų ir daugiau protonų nei antiprotonų. Išlikę protonai, neutronai ir elektronai pradėjo reaguoti vienas su kitu, sudarydami atomus.
• Cheminiai ryšiai yra elektronų perdavimo arba pasidalijimo tarp atomų rezultatas. Elektronai taip pat naudojami daugelyje sričių, pavyzdžiui, vakuuminiuose vamzdeliuose, fotodaugintuvuose, katoduose spindulių vamzdžiai , dalelių pluoštai tyrimams ir suvirinimui bei laisvųjų elektronų lazeris.
• Žodžiai „elektronas“ ir „elektra“ kilo iš senovės graikų. Senovės graikų kalbos žodis gintaras buvo elektronas . Graikai pastebėjo, kad kailio trynimas gintaru privertė gintarą pritraukti smulkius daiktus. Tai yra ankstyviausias užfiksuotas eksperimentas su elektra. Anglų mokslininkas Williamas Gilbertas sukūrė terminą „electricus“, nurodydamas šią patrauklią savybę.