Electron

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare

Electronul este o particulă subatomică fundamentală cu sarcină electrică negativă. Este un lepton de spin ½ care participă la interacțiunile electromagnetice, masa acestuia fiind de aproximativ 1/1836 din cea a protonului. Împreună cu nucleul atomic, electronii formează atomul. Interacțiunea lor cu nucleii adiacenți este principala cauză a legăturii chimice.

Istoric[modificare | modificare sursă]

Antichitate[modificare | modificare sursă]

Numele de electron provine de la cuvântul grecesc chihlimbar, ήλεκτρον. Acest material a jucat un rol esențial în descoperirea fenomenelor electrice. Grecii antici știau, de exemplu, că dacă o bucată de chihlimbar este frecată cu o bucată de blană, provoacă o sarcină electrică pe suprafața acestuia, care apoi poate crea o scânteie când este adus aproape de un obiect legat la sol.

Secolul XIX[modificare | modificare sursă]

Electronul ca o unitate elementară (cuantă) de sarcină electrică rezultă din legea electrolizei a lui Faraday. Considerarea electronului drept particulă elementară purtătoare de sarcină electrică negativă a fost susținută către fizicianul irlandez George Johnstone Stoney în 1874, care a inventat și termenul de electron în 1894[1].

În timpul anilor 1890, un număr de fizicieni a afirmat că electricitatea poate fi concepută ca fiind formată din unități individuale, cărora li s-au dat diferite nume. Aceste unități individuale nu au fost confirmate.

Descoperire experimentală[modificare | modificare sursă]

Descoperirea electronului ca fiind o particulă subatomică a fost făcută în 1897 de J.J. Thomson la Laboratorul Cavendish, la Universitatea Cambridge, în timp ce studia tuburile cu rază catodică. Un tub cu rază catodică este un cilindru de sticlă etanș, în care doi electrozi sunt separați în vid. Când este aplicat voltaj între electrozi, sunt generate raze catodice ceea ce face ca tubul să strălucească. Prin acest experiment, Thomson a descoperit că sarcina negativă nu putea fi separată de raze (prin aplicarea magnetismului), și că razele nu pot fi refractate de un câmp electric. El a dedus că aceste raze, mai degrabă decât unde, erau mai degrabă particule încărcate negativ, pe care le-a numit “corpusculi”(electroni). El le-a măsurat raportul masă-sarcină electrică și a descoperit că este de peste o mie de ori mai mică decât cea a unui ion de hidrogen, sugerând că fie erau foarte încărcați electric, fie aveau o masă foarte mică. Experimentele ulterioare ale altor oameni de știință au confirmat concluzia din urmă. Proporția masei sarcinii electrice a fost și la ei independentă de alegerea materialului catodului și a gazului din tubul cu vid. Acesta l-a făcut pe Thomson să realizeze că ele sunt universale printre toate celelalte materiale.

Sarcina electronului a fost atent măsurată de R. A. Millikan în experimentul lui numit picătura de ulei în 1909.

Tabelul periodic al elementelor[modificare | modificare sursă]

Legea periodicității afirmă că proprietățile chimice ale elementelor se repetă periodic și este fundamentul tabelului periodic al elementelor. Legea în sine a fost explicată inițial de masa atomică a elementului. Deși tabelul periodic al elementelor prezintă și câteva anomalii, s-au făcut eforturi pentru a le explica cât mai bine. În 1913, Henry Moseley a introdus conceptul numărului atomic și a explicat legea periodicității din perspectiva numărului de protoni al fiecărui element. În același an, Niels Bohr a demonstrat că electronii sunt de fapt cei care stau la baza tabelului. În 1916, Gilbert Newton Lewis a explicat reacția chimică a elementelor prin interacțiuni electronice.

Electronul solvatat[modificare | modificare sursă]

Este relativ stabil în solvenți ca amoniac ca săruri ale metalelor alcaline dar și în soluții apoase alcaline.

Clasificare[modificare | modificare sursă]

Electronul face parte din clasa particulelor subatomice numite leptoni, despre care se crede că sunt particule fundamentale. Raza clasică a electronului poate fi calculată din considerente relativiste.

Ca aproape toate particulele, electronii se pot comporta ca niște unde. Acest lucru este numit dualismul particule-unde, cunoscut mai mult sub numele de complementaritate propus de Niels Bohr, și poate fi demonstrat prin experimentul despicătura dublă.

Antiparticula electronului este pozitronul, care are mai degrabă sarcină pozitivă decât negativă. Cel care a descoperit pozitronul, Carl D. Anderson a propus ca electronii standard să fie numiți negatroni, și să se folosească termenul generic de electron pentru a descrie atât varianta cu sarcină pozitivă cât și cea negativă. Astăzi, această utilizare este rar întâlnită.

Note[modificare | modificare sursă]

  1. ^ "Of the "Electron" or Atom of Electricity". Philosophical Magazine 38 (5): 418-420

Bibliografie[modificare | modificare sursă]

Șerban Țițeica Curs de fizică statistică și teoria cuantelor, Editura All 2000

Vezi și[modificare | modificare sursă]