Take a Gift - Elektron

Zadanie nr 1 - Elektron

Cytat:

Elektron, to trwała cząstka elementarna (lepton) będąca jednym z elementów atomu.

Elektron ma ładunek elektryczny równy e = −1,602 176 487(40)·10−19 C (ujemny ładunek elektryczny elementarny – stąd też nazwa negaton) i masę spoczynkową me≈9,10938·10−31 kg.

Obecnie nie wiadomo, czy elektron ma jakąkolwiek strukturę wewnętrzną. Wielokrotnie powtarzane eksperymenty w największych akceleratorach, polegające na zderzaniu ze sobą przeciwbieżnych wiązek elektronów rozpędzonych do prędkości bliskich prędkości światła, nie dały argumentów za istnieniem struktury wewnętrznej. W zderzeniach traktowanych klasycznie elektron zachowuje się jak kulka o promieniu 2,817 940 2894 x 10-15 m (klasyczny promień elektronu). Doświadczenia z pułapkowaniem elektronów w polu magnetycznym wykazały, że promień elektronu jest mniejszy niż 10−22 m.

Nazwę elektron wprowadził George Johnstone Stoney w 1891, dla elementarnej jednostki elektryczności ujemnej w procesie elektrolizy. Jako cząstka posiadająca ładunek ujemny oraz masę elektron został zaobserwowany w roku 1897 przez J.J. Thomsona podczas badania własności promieniowania katodowego uznał, że promieniowanie katodowe jest strumieniem cząstek o ładunku ujemnym, które obecnie nazywamy elektronami.

W 1916 Gilbert Newton Lewis zauważył, że własności chemiczne atomów wynikają z oddziaływań elektronów zawartych w atomach.

Elektrony w atomach zajmują określony obszar w przestrzeni wokół stosunkowo małego dodatniego jądra. Obszary zajmowane przez elektrony nazywają się orbitalami. Orbitale z kolei zgrupowane są w powłoki elektronowe. Parametry każdego orbitalu (energia, kształt) zdeterminowane są przez energię elektromagnetycznego oddziaływania z jądrem atomu i pozostałymi elektronami oraz parametry elektronu. Rozmiary orbitali atomowych są rzędu 10–10 m czyli dziesiątej części nanometra, ale dla stanów wzbudzonych mogą być kilkadziesiąt razy większe. Orbitale elektronowe są od 10 do 100 tysięcy razy większe od jądra atomowego, którego średnica wynosi od 10–15 do 10–14 m, co odpowiada długości femtometra.

Obojętny atom ma tyle samo protonów w jądrze (ładunek dodatni) co elektronów (ładunek ujemny). Atom może być zjonizowany w wyniku oderwania od niego elektronu, albo przez przyłączenie elektronu, wtedy liczba protonów jest różna od liczby elektronów. Dostarczenie energii z zewnątrz powoduje wzbudzenie elektronów do wyższych stanów, bądź jonizację atomu (oderwanie elektronu). Zwykle w procesach takich wzbudzane są tylko elektrony z najwyższych powłok zwanych walencyjnymi, jednak promieniowanie o dużej energii wzbudza lub odrywa od atomu elektrony z głębszych powłoka.

Zachowanie elektronów na powłokach atomowych determinuje własności atomów w reakcjach chemicznych.

W którym roku wprowadzono nazwę elektron?
1891

Czy stwierdzono że elektron ma strukturę wewnętrzną?
Nie

Kto zauważył że własności chemiczne atomów wynikają z oddziaływań elektronów zawartych w atomach?
Gilbert Newton Lewis