Планетадагы бизди курчап турган нерселердин баары кичинекей, кармалгыс бөлүкчөлөрдөн турат. Алардын бири электрондор. Алардын ачылышы салыштырмалуу жакында болгон. Ал эми атомдун түзүлүшү, электр энергиясын өткөрүү механизмдери жана бүтүндөй дүйнөнүн түзүлүшү жөнүндө жаңы идеяларды ачты.
Бөлүнгүс нерсе кантип бөлүнгөн
Заманбап мааниде электрондор элементардык бөлүкчөлөр. Алар интегралдык жана майда структураларга бөлүнбөйт. Бирок мындай идея дайыма эле болгон эмес. 1897-жылга чейин электрондор белгисиз болгон.
Байыркы Грециянын ойчулдары да дүйнөдөгү бардык нерсе имарат сыяктуу көптөгөн микроскопиялык «кирпичтерден» турат деп ойлошкон. Ал кезде атом заттын эң кичинекей бирдиги деп эсептелген жана бул ишеним кылымдар бою сакталып келген.
Атом жөнүндөгү түшүнүк 19-кылымдын аягында гана өзгөргөн. Дж. Томсондун, Э. Резерфорддун, Х. Лоренцтин, П. Земандын изилдөөлөрүнөн кийин атомдук ядролор жана электрондор эң кичинекей бөлүнгүс бөлүкчөлөр катары таанылган. Убакыттын өтүшү менен протондор, нейтрондор, ал тургай кийинчерээк - нейтрино, каон, пи-мезондор ж.б. табылды.
Азыр илим көптөгөн элементардык бөлүкчөлөрдү билет, алардын арасында электрондор дайыма өз ордун ээлейт.
Жаңы бөлүкчөнүн ачылышы
Атомдо электрондор табылганда, окумуштуулар электр жана магнетизм бар экенин эчак эле билишкен. Бирок бул кубулуштардын чыныгы табияты жана толук касиеттери дагы эле табышмак бойдон калууда жана көптөгөн физиктердин оюн ээлеп келет.
19-кылымдын башында эле электромагниттик нурлануунун таралышы жарыктын ылдамдыгы менен болоору белгилүү болгон. Анткен менен англиялык Жозеф Томсон катод нурлары менен эксперименттерди жүргүзүп жатып, алар массасы атомдукунан азыраак көптөгөн майда бүртүкчөлөрдөн турат деген тыянакка келген.
1897-жылы апрель айында Томсон презентация жасап, анда ал илимий коомчулукка атомдо жаңы бөлүкчөнүн жаралышын көрсөткөн жана аны корпускула деп атаган. Кийинчерээк Эрнест Рутерфорд фольга менен жасалган эксперименттердин жардамы менен мугалиминин тыянагын тастыктап, корпускулаларга башка ат – «электрондор» берилген.
Бул ачылыш физикалык гана эмес, химиялык илимдин да өнүгүшүнө түрткү болду. Ал электр жана магнетизмди, заттардын касиеттерин изилдөөдө олуттуу прогресске жол ачты, ошондой эле ядролук физиканы пайда кылды.
Электрон деген эмне?
Электрондор - электр заряды бар эң жеңил бөлүкчөлөр. Алар жөнүндө биздин билимибиз дагы эле негизинен карама-каршы жана толук эмес. Мисалы, заманбап концепцияларда алар түбөлүк жашайт, анткени алар нейтрондор менен протондордон айырмаланып эч качан чирибейт (экинчисинин теориялык ажыроо жашы Ааламдын жашынан ашып кетет).
Электрондор туруктуу жана туруктуу терс заряды бар e=1,6 x 10-19Cl. Алар фермиондор үй-бүлөсүнө жана лептондор тобуна кирет. Бөлүкчөлөр алсыз электромагниттик жана гравитациялык өз ара аракеттенүүгө катышат. Алар атомдордо кездешет. Атомдор менен байланышын жоготкон бөлүкчөлөр эркин электрондор.
Электрондордун массасы 9,1 x 10-31 кг жана протондун массасынан 1836 эсе аз. Алардын жарым бүтүн спин жана магниттик моменти бар. Электрон "e-" тамгасы менен белгиленет. Ушундай эле жол менен, бирок плюс белгиси менен анын антагонисти – позитрондук антибөлүкчө көрсөтүлөт.
Атомдогу электрондордун абалы
Атомдун кичинекей түзүлүштөрдөн турганы айкын болгондо, алардын андагы кандай тизилгенин так түшүнүү керек болчу. Ошондуктан 19-кылымдын аягында атомдун алгачкы моделдери пайда болгон. Планетардык моделдерге ылайык, атомдун ядросун протондор (оң заряддуу) жана нейтрондор (нейтрондор) түзгөн. Анын айланасында электрондор эллиптикалык орбиталарда кыймылдашкан.
Бул ойлор 20-кылымдын башында кванттык физиканын пайда болушу менен өзгөрөт. Луи де Бройль электрон өзүн бөлүкчө катары гана эмес, толкун катары да көрсөтөт деген теорияны ортого салат. Эрвин Шредингер атомдун толкун моделин түзөт, мында электрондор заряды бар белгилүү бир тыгыздыктагы булут түрүндө көрсөтүлөт.
Ядронун айланасындагы электрондордун ордун жана траекториясын так аныктоо дээрлик мүмкүн эмес. Ушуга байланыштуу өзгөчө «орбиталык» же «электрондук булут» түшүнүгү киргизилүүдө, ал эң ыктымалдуу жайгашкан мейкиндик болуп саналат.аталган бөлүкчөлөр.
Энергия деңгээли
Атомдун айланасындагы булуттун ядросунда канча протон болсо, ошончо электрон бар. Алардын баары ар кандай аралыкта. Ядрого эң жакыны эң аз энергияга ээ электрондор. Бөлүкчөлөрдүн энергиясы канчалык көп болсо, ошончолук алыс кете алышат.
Бирок алар туш келди тизилген эмес, бөлүкчөлөрдүн белгилүү бир санын гана батыра ала турган белгилүү деңгээлдерди ээлейт. Ар бир деңгээл өзүнүн энергия көлөмүнө ээ жана субдеңгээлдерге, ал эми алар өз кезегинде орбиталдарга бөлүнөт.
Энергия деңгээлиндеги электрондордун мүнөздөмөлөрүн жана жайгашуусун сүрөттөө үчүн төрт кванттык сандар колдонулат:
- n - электрондун энергиясын аныктоочу негизги сан (химиялык элементтин мезгилинин санына туура келет);
- l - электрон булутунун формасын сүрөттөгөн орбиталык сан (s - сфералык, p - сегиз форма, d - беде же кош сегиз форма, f - татаал геометриялык форма);
- m – булуттун магнит талаасындагы багытын аныктоочу магниттик сан;
- ms – өз огунун айланасында электрондордун айлануусун мүнөздөгөн спиндик сан.
Тыянак
Демек, электрондор туруктуу терс заряддуу бөлүкчөлөр. Алар элементардык жана башка элементтерге ажырай албайт. Алар негизги бөлүкчөлөр, башкача айтканда, заттын түзүлүшүнүн бир бөлүгү болуп саналат.
Электрондор атомдук ядролорду айланып, алардын электрондук кабыгын түзөт. Алар химиялык, оптикалык,ар кандай заттардын механикалык жана магниттик касиеттери. Бул бөлүкчөлөр электромагниттик жана гравитациялык өз ара аракеттенүүгө катышат. Алардын багыттуу кыймылы электр тогун жана магнит талаасын жаратат.
