ما هي الإلكترونات ؟

الإلكترون: هو أحد الجسيمات الأساسية التي تتكون منها المادة كروي الشكل، كل المادة ماعدا المادة المظلمة مصنوعة من جزيئات وهي مصنوعة من الذرات، تتكون الذرات من جزئين نواة الذرة وسحابة الإلكترون، تدور الإلكترونات حول النواة الذرية. تنتمي الإلكترونات إلى مجموعة من الجسيمات الأولية المعروفة باسم اللبتونات Leptons وهي جزيئات تدور نصف عددية (تدور 1/2) ولا تخضع لتفاعلات قوية. إنهم يخضعون لمبدأ استبعاد باولي. هذه الحقيقة لها آثار رئيسية على بناء الجدول الدوري للعناصر

الإلكترونات مشحونة سلبًا (-1e) ، وهي جزيئات لا تكتسب كتلة تقريبًا، ومع ذلك تمثل معظم حجم الذرة. كتلة الراحة الخاصة بهم تساوي 9.109 × 10 ⁻³¹ كجم ( 510.998 كيلو فولت/ ج ² ) (حوالي 1/1836 تقريبًا من البروتون). اكتشف السير جون جوزيف طومسون الإلكترونات في عام 1897. تقع الإلكترونات في سحابة الإلكترون وهي المنطقة المحيطة بنواة الذرة. الإلكترون هو عضو واحد فقط من فئة الجسيمات الأولية ، التي تشكل ذرة.

مثل كل الجسيمات الأولية ، تُظهر الإلكترونات خصائص كل من الجسيمات والموجات: يمكن أن تتصادم مع جزيئات أخرى ويمكن أن تشتت مثل الضوء. إنّ خصائص موجات الإلكترونات أسهل في المراقبة من خلال التجارب مقارنة بتلك الخاصة بالجسيمات الأخرى مثل النيوترونات والبروتونات لأن للإلكترونات كتلة أقل وبالتالي طول موجة دي بروجلي أطول لطاقة معينة.

سحابة الإلكترون:

نموذج سحابة الإلكترون هو نموذج للذرة، حيث تتكون الذرّة من نواة صغيرة ولكنها ضخمة محاطة بسحابة من الإلكترونات سريعة الحركة . يقول نموذج سحابة الإلكترون أننا لا نستطيع أن نعرف بالضبط مكان وجود الإلكترون في أي وقت، ولكن من المرجح أن تكون الإلكترونات في مناطق محددة. يحدد نموذج السحابة الإلكترونية منطقة الاحتمال التي تصف موقع الإلكترون بسبب مبدأ عدم اليقين.

تنجذب الإلكترونات في الذرة إلى البروتونات في النواة بواسطة القوة الكهرومغناطيسية. تربط هذه القوة الإلكترونات داخل جهد كهروستاتيكي يحيط بالنواة الصغيرة، مما يعني أن هناك حاجة إلى مصدر خارجي للطاقة لكي يفلت الإلكترون.

عدد الإلكترونات في ذرة محايدة كهربيًا هو نفس عدد البروتونات في النواة. لذلك فإن الشحنة الكهربائية الإجمالية للنواة هي +، حيث e (شحنة أولية) تساوي 1602 × 10 ^-19 كولوم . يتأثر كل إلكترون بالمجالات الكهربائية الناتجة عن الشحنة النووية الموجبة والإلكترونات السالبة الأخرى (Z – 1) في الذرة.

نظرًا لأن عدد الإلكترونات وترتيبها مسؤولان عن السلوك الكيميائي للذرات، فإن العدد الذري يحدد العناصر الكيميائية المختلفة. يتبع تكوين هذه الإلكترونات مبادئ ميكانيكاً الكم. إنّ عدد الإلكترونات في الأصداف الإلكترونية لكل عنصر، وخاصة غلاف التكافؤ الخارجي، هو العامل الأساسي في تحديد سلوك الارتباط الكيميائي. في الجدول الدوري، يتم سرد العناصر من أجل زيادة العدد الذري Z.

حقائق عن الإلكترون:

تعتبر الإلكترونات نوعًا من الجسيمات الأولية لأنها لا تتكون من مكونات أصغر. وهي نوع من الجسيمات التي تنتمي إلى عائلة لبتون ولها أصغر كتلة من أي جسيم لبتون مشحون أو جسيم مشحون آخر.

. في ميكانيكا الكم، تعتبر الإلكترونات متطابقة مع بعضها البعض لأنه لا يمكن استخدام خاصية فيزيائية ذاتية للتمييز بينهما. قد تتبادل الإلكترونات المواقف مع بعضها البعض دون التسبب في تغيير ملحوظ في النظام.

. تنجذب الإلكترونات إلى الجسيمات الموجبة الشحنة مثل البروتوناتز

. يتحدد التوازن بين عدد الإلكترونات والشحنة الموجبة للنوى الذرية ما إذا كانت المادة تحتوي على شحنة كهربائية صافية أم لا. إذا كان هناك إلكترونات أكثر من الشحنات الموجبة ، فيقال أن المادة مشحونة سلبًا. إذا كان هناك فائض من البروتونات فإن الجسم يعتبر مشحونًا بشكل إيجابي. إذا كان عدد الإلكترونات والبروتونات متوازنًا ، يقال أن المادة محايدة كهربائيًا.

. الإلكترونات لها خصائص كل من الجسيمات والموجات يمكن أن تكون مشتتة، مثل الفوتونات، ولكن يمكن أن تتصادم مع بعضها البعض والجسيمات الأخرى، مثل المواد الأخرى.

المجالات الكهربائية والمغناطيسية:

مثل جميع الشحنات تولد شحنة الإلكترون المجال الكهربائي الخاص بها، بما أن الإلكترون يتحرك دائمًا مثل أي شحنة متحركة ، فإنه يولد مجاله المغناطيسي الخاص. تحتوي ذرات كل عنصر كيميائي على عدد متساوي من الإلكترونات ذات الشحنة السالبة والبروتونات الموجبة الشحنة وبالتالي فهي محايدة كهربائيًا.