Електрон

Електрон
Hydrogen atom electron orbitals

Првих неколико електронских орбитала атома водоника
показани су пресеци густине вероватноће
Класификација
Елементарна честица
Фермион
Лептон
Прва генерација
Електрон
Својства
Маса: 9.11 × 10−31 kg
11836 amu
Наелектрисање: −1.6 × 10−19 C
Спин: ½
Color Charge: none
Интеракција: Гравитација,
Електромагнетна интеракција,
Слаба интеракција

Електрон (такође познат као негатрон, обично се означава као e−) је субатомска честица негативног елементарног набоја. У атому електрони окружују језгро састављено од протона и неутрона у електронској конфигурацији. [1] [2] Реч електрон потиче од грчке речи ηλεκτρον, што значи ћилибар.

Електрон не поседује познате компоненте или субструктуру; другим речима, опште је мишљење да је електрон елементарна честица. [3] Електрон има масу која је приближно 1/1836 масе протона. [4] Спин (Интринзички момент импулса) електорна је полу-целобројна вредност у јединицама , што значи да се радио о фермиону. Античестица електрона је позитрон; позитрон је идентичан електрону, изузев што има електрични и остале набоје другог знака Када се електрон судари са позитроном, обе честице могу у потпуности да се анихилирају, произвевши гама зрачење фотона. Електрони, који припадају првој генерацији породице честица лептона, [5] учествују у гравитационим, електромагнетним и слабим интеракцијама. [6] Електрони, као сва материја поседују квантномеханичка својства и честица и таласа, тако да могу да се сударају са другим честицама и могу да буду дифраковани попут светлости. Међутим, ова дуалност се најбоље демонстрира у експериментима са електронима, због њихове мале масе. Како је електрон фермион, два електрона не могу да заузимају исто квантно стање, у складу са Паулијевим принципом искључења. [5]

Концепт недељиве количине електричног набоја је 1838. развио британски природни филозоф Ричард Ламинг, како би теоријски објаснио хемијска својства атома; [7] име електрон је за овај набој 1894. увео ирски физичар Џорџ Џонстон Стоуни. Електрон је као честицу идентификовао Џ. Џ. Томсон и његов тим британских физичара 1897. [8] [9] [10]

Електрони играју кључну улогу у многим физичким феноменима, као што су електрицитет, магнетизам, и топлотна проводност. Електрон који се налази у стању кретања релативно на посматрача генерише магнетно поље, и одбијају га спољашња магнетна поља. Када електрон убрзава, он може да апсорбује или зрачи енергију у виду фотона. Електрони, заједно са језгром атома, начињеним од протона и неутрона, чине атоме. Међутим, електрони доприносе укупној маси атома са мање од 0,06%. Привлачна Кулонова сила између електрона и протона узрокује да се електрони везују у атоме. Размена или дељење електрона између два или више атома је главни узрок настанка хемијских веза [11]

По теорији, већина електорна у универзуму је настало током Великог праска, али електрони могу да настану и кроз бета распад радиоактивних изотопа и у високоенергетским сударима, на пример када космички зраци уђуу атмосферу. Електрони могу бити уништени у поступку анихилације са позитронима и могу бити апсорбовани током звездане нуклеосинтезе. Лабораторијски инструменти омогућавају задржавање и посматрање појединачних електрона, као и електронске плазме, док посебни телескопи могу да детектују електронску плазму у спољашњем свемиру. Електрони имају бројне примене, укључујући заваривање, катодне цеви, електронске микроскопе, радиациону терапију, ласере, и акцелераторе честица.

Електрони у универзуму

Верује се да број електрона у познатом универзуму износи 1078.

Историја

Атомска теорија

Три концентрична круга око језгра, са електроном који прелази са другог на први круг и отпушта фотон
Боров модел атома, приказује стања електрона са енергијом квантизованом бројем n. Електрон који прелази у нижу орбиту емитује фотон једнак разлици енергија између две орбите.

До 1914, експерименти физичара Ернеста Радерфорда, Хенрија Мозлија, Џејмса Франка и Густава Херца су у великој мери успоставили структуру атома као чврстог језгра позитивног наелектрисања, које окружују електрони мање масе. [12] 1913, дански физичар Нилс Бор је изнео постулат да се електрони налазе у квантизованим енергијским стањима, а да је енергија одређена моментом импулса орбите електрона око језгра. Електрони могу да прелазе из једног у друго стање, или орбиту, тако што емитују или апсорбују фотоне одговарајућих фреквенција. Помоћу ових квантизованих орбита, Бор је тачно објаснио спектралне линије водониковог атома. [13] Међутим, Боров модел није узео у обзир релативне интензитете спектралних линија и није успешно описао спектре комплекснијих атома. [12]

Хемијске везе између атома је објаснио Гилберт Њутн Луис, који је 1916. изнео идеју да ковалентну везу између ва атома одржава пар електрона коју та два атома деле. [14] Касније, 1923, су Валтер Хајтлер и Фриц Лондон дали пуно објашњење формирања хемијских веза помоћу парова електрона у контексту квантне механике. [15] 1919, амерички хемичар Ирвинг Лангмјур је разрадио Луисов статички модел атома и изнео идеју да су сви електрони дистрибуирани у сукцесивним „концентричним (готово) сферичним љускама, једнаких дебљина“. [16] Ове љуске су по моделу биле подељене у више ћелија од којих је свака садржавала по један пар електрона. Овим моделом је Лангмјур успео да објасни хемијска својства свих елемената у периодном систему елемената, [15] за које се знало да се у великој мери понављају по периодичном закону. [17]

1924, аустријски физичар Волфганг Паули је уочио да би љусколика структура атома могла да буде објашњена скупом од четири параметра која дефинишу свако квантно енергетско стање, све доко се у сваком стању налази највише један електрон. (Ово ограничење да само један електрон може да се налази у једном квантно енергетском стању је постао познат као Паулијев принцип искључења.) [18] Физички механизам за објашњавање четвртог параметра, који је имао две могуће вредности, су дали холандски физичари Самуел Гоудсмит и Џорџ Уленбек. 1925. су Гоудсмит и Уленбек изнели идеју да електрон, осим што има момент импулса орбите, поседује и интринзички момент импулса и магнетни диполни момент. [12] [19] Овај интринзички момент импулса је постао познат као спин, и објашњава раније мистериозно цепање спектралних линија уочено на спектрографу високе резолуције; овај феномен је познат као цепање фине структуре. [20]

други језици
Afrikaans: Elektron
Alemannisch: Elektron
العربية: إلكترون
aragonés: Electrón
অসমীয়া: ইলেকট্ৰন
asturianu: Electrón
azərbaycanca: Elektron
تۆرکجه: الکترون
Bahasa Indonesia: Elektron
Bahasa Melayu: Elektron
български: Електрон
Bân-lâm-gú: Tiān-chú
Basa Jawa: Èlèktron
Basa Sunda: Éléktron
башҡортса: Электрон
беларуская: Электрон
беларуская (тарашкевіца)‎: Электрон
বাংলা: ইলেকট্রন
Boarisch: Elektron
bosanski: Elektron
brezhoneg: Elektron
ᨅᨔ ᨕᨘᨁᨗ: Elektron
català: Electró
Cymraeg: Electron
Чӑвашла: Электрон
čeština: Elektron
dansk: Elektron
Deutsch: Elektron
eesti: Elektron
Ελληνικά: Ηλεκτρόνιο
emiliàn e rumagnòl: Eletròun
English: Electron
español: Electrón
Esperanto: Elektrono
euskara: Elektroi
فارسی: الکترون
Fiji Hindi: Electron
føroyskt: Elektron
français: Électron
Frysk: Elektron
Gaeilge: Leictreon
galego: Electrón
хальмг: Электрон
עברית: אלקטרון
हिन्दी: इलेक्ट्रॉन
hrvatski: Elektron
Հայերեն: Էլեկտրոն
Ilokano: Elektron
interlingua: Electron
isiXhosa: Ii-electrons
íslenska: Rafeind
italiano: Elettrone
日本語: 電子
ქართული: ელექტრონი
қазақша: Электрон
Кыргызча: Электрон
Kiswahili: Elektroni
ភាសាខ្មែរ: អេឡិចត្រុង
한국어: 전자
Kreyòl ayisyen: Elektwon
Kurdî: Kareva
Latina: Electron
latviešu: Elektrons
Lëtzebuergesch: Elektron
lietuvių: Elektronas
Limburgs: Elektron
lingála: Eléktron
la .lojban.: dutydikca kantu
lumbaart: Elettron
magyar: Elektron
македонски: Електрон
Mìng-dĕ̤ng-ngṳ̄: Diêng-cṳ̄
മലയാളം: ഇലക്ട്രോൺ
монгол: Электрон
मराठी: विजाणू
မြန်မာဘာသာ: အီလက်ထရွန်
नेपाली: इलेक्ट्रोन
Nederlands: Elektron
नेपाल भाषा: इलेक्ट्रोन
Nordfriisk: Elektron
norsk: Elektron
norsk nynorsk: Elektron
Novial: Elektrone
occitan: Electron
oʻzbekcha/ўзбекча: Elektron
ਪੰਜਾਬੀ: ਬਿਜਲਾਣੂ
Piemontèis: Eletron
Plattdüütsch: Elektron
پنجابی: الیکٹران
polski: Elektron
português: Elétron
Patois: Ilekchran
Ripoarisch: Elektron
română: Electron
Runa Simi: Iliktrun
русский: Электрон
русиньскый: Електрон
संस्कृतम्: विद्युदणुः
Scots: Electron
سنڌي: برقيو
Seeltersk: Elektron
shqip: Elektroni
sicilianu: Elettrùni
Simple English: Electron
slovenčina: Elektrón
slovenščina: Elektron
Soomaaliga: Elektaroon
کوردی: ئێلێکترۆن
srpskohrvatski / српскохрватски: Elektron
suomi: Elektroni
svenska: Elektron
Tagalog: Elektron
татарча/tatarça: Электрон
తెలుగు: ఎలక్ట్రాన్
Tiếng Việt: Electron
Türkçe: Elektron
українська: Електрон
اردو: برقیہ
ئۇيغۇرچە / Uyghurche: ئېلېكترون
vèneto: Ełetron
vepsän kel’: Elektron
Võro: Elektron
Winaray: Electron
Wolof: Mbëjfepp
吴语: 电子
ייִדיש: עלעקטראן
中文: 电子
文言: 電子
粵語: 電子
žemaitėška: Alektruons