Elektrón

Popis

Elektróny majú najmenší elektrický náboj. Tento elektrický náboj sa rovná náboju protónu, ale má opačné znamienko. Z tohto dôvodu sú elektróny priťahované protónmi atómových jadier a zvyčajne tvoria atómy. Hmotnosť elektrónu je približne 1/1836 hmotnosti protónu.

Jedným zo spôsobov, ako uvažovať o umiestnení elektrónov v atóme, je predstaviť si, že obiehajú v pevných vzdialenostiach od jadra. Takto elektróny v atóme existujú v niekoľkých elektrónových obaloch obklopujúcich centrálne jadro. Každá elektrónová škrupina má číslo 1, 2, 3 atď., počnúc tou, ktorá je najbližšie k jadru (najvnútornejšia škrupina). Každá škrupina môže obsahovať maximálne určitý počet elektrónov. Rozloženie elektrónov v jednotlivých škrupinách sa nazýva elektronické usporiadanie (alebo elektronická forma či tvar). Elektronické usporiadanie možno znázorniť číslovaním alebo elektrónovým diagramom. (Iný spôsob, ako uvažovať o umiestnení elektrónov, je použiť kvantovú mechaniku na výpočet ich atómových orbitálov).

Elektrón je jedným z typov subatomárnych častíc nazývaných leptóny. Elektrón má záporný elektrický náboj. Elektrón má ďalšiu vlastnosť, ktorá sa nazýva spin. Jeho spin má hodnotu 1/2, čo z neho robí fermion.

Zatiaľ čo väčšina elektrónov sa nachádza v atómoch, iné sa pohybujú samostatne v hmote alebo spoločne ako katódové lúče vo vákuu. V niektorých supravodičoch sa elektróny pohybujú v pároch. Keď elektróny prúdia, tento tok sa nazýva elektrina alebo elektrický prúd.

Objekt možno označiť za "záporne nabitý", ak je v ňom viac elektrónov ako protónov, alebo za "kladne nabitý", ak je v ňom viac protónov ako elektrónov. Elektróny sa môžu pri dotyku presúvať z jedného objektu na druhý. Môžu sa priťahovať k inému objektu s opačným nábojom, alebo sa odpudzovať, ak majú oba objekty rovnaký náboj. Keď je objekt "uzemnený", elektróny z nabitého objektu prechádzajú do zeme, čím sa objekt stáva neutrálnym. To je to, čo robia bleskozvody (bleskozvody).

Chemické reakcie

Elektróny v obaloch okolo atómu sú základom chemických reakcií. Úplné vonkajšie škrupiny s maximom elektrónov sú menej reaktívne. Vonkajšie škrupiny s menej ako maximom elektrónov sú reaktívne. Počet elektrónov v atómoch je základom chemickej periodickej tabuľky.

Meranie

Elektrický náboj možno priamo merať pomocou zariadenia nazývaného elektrometer. Elektrický prúd možno priamo merať pomocou galvanometra. Meranie, ktoré poskytuje galvanometer, sa líši od merania, ktoré poskytuje elektrometer. Dnešné laboratórne prístroje sú schopné zachytiť a pozorovať jednotlivé elektróny.

"Videnie" elektrónu

V laboratórnych podmienkach možno interakcie jednotlivých elektrónov pozorovať pomocou detektorov častíc, ktoré umožňujú meranie špecifických vlastností, ako je energia, spin a náboj. V jednom prípade sa Penningova pasca použila na zadržanie jedného elektrónu na 10 mesiacov. Magnetický moment elektrónu sa meral s presnosťou na jedenásť číslic, čo bola v roku 1980 väčšia presnosť ako pri akejkoľvek inej fyzikálnej konštante.

Prvé videozábery rozloženia energie elektrónu zachytil tím z Lundskej univerzity vo Švédsku vo februári 2008. Vedci použili extrémne krátke záblesky svetla, tzv. attosekundové impulzy, ktoré po prvýkrát umožnili pozorovať pohyb elektrónu. Takto sa dá vizualizovať aj rozloženie elektrónov v pevných materiáloch.

Anti-časticové

Antičastica elektrónu sa nazýva pozitrón. Je identická s elektrónom, ale nesie elektrický a iný náboj opačného znamienka. Keď sa elektrón zrazí s pozitrónom, môžu sa navzájom rozptýliť alebo úplne anihilovať, pričom vznikne pár (alebo viac) fotónov gama žiarenia.

Model atómu Nielsa Bohra. Tri elektrónové obaly okolo jadra, pričom elektrón prechádza z druhej úrovne na prvú a uvoľňuje fotón.

História jeho objavu

Účinky elektrónov boli známe dávno predtým, ako sa ich podarilo vysvetliť. Už starí Gréci vedeli, že trením jantáru o kožušinu priťahujú malé predmety. Teraz vieme, že trením sa odoberajú elektróny, a to dáva jantáru elektrický náboj. Na elektrónoch pracovalo mnoho fyzikov. J. J. Thomson v roku 1897 dokázal, že existuje, ale iný človek mu dal názov "elektrón".

Model elektrónového mraku

Tento model vníma elektróny ako neurčité pozície v rozptýlenom oblaku okolo jadra atómu.

Princíp neurčitosti znamená, že človek nemôže poznať polohu elektrónu a zároveň jeho energetickú hladinu. Tieto potenciálne stavy tvoria okolo atómu oblak. Potenciálne stavy elektrónov v jednom atóme tvoria jeden rovnomerný oblak.

Súvisiace stránky

• Pozitrón
• Proton
• Neutróny