Γνωριμία με τα τρία βασικά σωματίδια του ατόμου

Τα άτομα είναι τα μικρότερα σωματίδια ενός στοιχείου που συμμετέχουν σε χημικές αντιδράσεις. Όπου, το άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο το οποίο αποτελείται από έναν θετικά φορτισμένο κεντρικό πυρήνα και περιβάλλεται από ένα ή περισσότερα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια.

Ένα άτομο αποτελείται από διάφορα βασικά σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων πρωτονίων, ηλεκτρονίων και νετρονίων. Για να μάθετε περισσότερα, ας δούμε την εξήγηση παρακάτω!

Ηλεκτρόνιο

Τα σωματίδια στα άτομα ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά από τον Βρετανό φυσικό JJ Thomson το 1897. Η ανακάλυψη των ηλεκτρονίων σχετίζεται με πειράματα στην αγωγιμότητα ηλεκτρικής ενέργειας μέσω σωλήνων κενού, όπου πραγματοποίησε πειράματα με ακτίνες καθόδου.

Ο Thomson πραγματοποίησε πειράματα παρατηρώντας δύο πλάκες ηλεκτροδίων σε ένα σωλήνα κενού. Όπου, όταν οι δύο πλάκες ηλεκτροδίων συνδέονται με πηγή υψηλής τάσης, το αρνητικό ηλεκτρόδιο (κάθοδος) εκπέμπει φως στο θετικό ηλεκτρόδιο (άνοδος). Στη συνέχεια, οι ακτίνες που βγαίνουν από την κάθοδο ονομάζονται καθοδικές ακτίνες και οι σωλήνες κενού καλούνται σωλήνες καθοδικών ακτίνων.

Από αυτό το πείραμα, συνήχθη το συμπέρασμα ότι τα ηλεκτρόνια είναι το βασικό συστατικό όλων των ατόμων. Όπου, οι ακτίνες καθόδου που κάμπτονται από ένα ηλεκτρικό φορτίο προς τον θετικό πόλο είναι σωματίδια με αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο.

(Διαβάστε επίσης: Ατομική μάζα ενός στοιχείου)

Τα ηλεκτρόνια (ακτίνες καθόδου) εκτρέπονται όταν εφαρμόζονται ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία και ο JJ Thomson χρησιμοποίησε αυτήν την ιδιότητα για να υπολογίσει την αναλογία φόρτισης / μάζας για ένα ηλεκτρόνιο. Όπου, ο τύπος σύγκρισης της τιμής του αρνητικού φορτίου ενός ηλεκτρονίου με τη μάζα του, δηλαδή:

e / m = -1,76 x 108 coulombs / g

πληροφορίες:

e = φόρτιση ηλεκτρονίων σε coulombs

m = μάζα ηλεκτρονίων σε γραμμάρια

Ωστόσο, το 1909 η RA Milikan επινόησε μια μέθοδο γνωστή ως πείραμα πτώσης λαδιού για τον προσδιορισμό του φορτίου στα ηλεκτρόνια. Διαπίστωσε ότι το φορτίο στο ηλεκτρόνιο ήταν 1,6 × 10-19 C.

Η μάζα του ηλεκτρονίου (me) προσδιορίζεται συνδυάζοντας αυτό το αποτέλεσμα με την τιμή Thomson της αναλογίας e / me.

Φορτίο / μάζα (e / m) = 1,758820X1011 C kg-

Φόρτιση (e) = 1,6022 X 10-19 C.

Μάζα ηλεκτρονίων (m) = 1,6022 X 10-19 = 1,758820X101

m = 9.1094 Χ 10-31 kg

Πρωτόνιο

Ο Eugen Goldstein το 1886 διεξήγαγε πειράματα χρησιμοποιώντας καθοδικούς σωλήνες και ανακάλυψε σωματίδια ενός νέου τύπου ατόμου που ονομάζεται θετικές ακτίνες ή ακτίνες ανόδου. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι οι ακτίνες καθόδου είναι θετικά φορτισμένες ακτινοβολίες σωματιδίων, όπου οι ακτίνες ανόδου εξαρτώνται από τον τύπο του αερίου στο σωλήνα.

Στο πείραμά του, ο Goldstein ανακάλυψε 3 ιδιότητες πρωτονίων, συγκεκριμένα: τα πρωτόνια βρίσκονται όταν χρησιμοποιείται υδρογόνο στο σωλήνα εκκένωσης, οπότε το υδρογόνο e / m είναι το μέγιστο και e = 1,622 x 10-19 C και m = 1,67 x 10-27 kg, Τα πρωτόνια φέρουν θετικό φορτίο μίας μονάδας και είναι 1837 φορές βαρύτερα από τα ηλεκτρόνια.

Νετρόνιο

Το 1920, ο Rutherford πρότεινε την υπόθεση ότι στον πυρήνα ενός ατόμου πρέπει να υπάρχει ένα φορτισμένο σωματίδιο σχεδόν τη μάζα ενός πρωτονίου. Η υπόθεση του Rutherford αποδείχθηκε με επιτυχία από τον James Chadwik με τα πειράματά του πυροβολώντας άτομα με βηρύλλιο με ακτίνες άλφα.

Το αποτέλεσμα της λήψης εντοπίστηκε από ένα φορτισμένο σωματίδιο που έχει μάζα σχεδόν ίδια με ένα πρωτόνιο. Επειδή είναι ουδέτερα, αυτά τα σωματίδια ονομάζονται νετρόνια και ταξινομούνται ως στοιχειώδη σωματίδια επειδή όλα τα άτομα περιέχουν αυτά τα σωματίδια εκτός από το ισότοπο υδρογόνου.