ตัวอย่างอนุภาคมูลฐาน

เคมี / by admin / July 04, 2021

protection click fraud

อนุภาค พวกเขาเป็น หน่วยเล็ก ๆ ที่ประกอบเป็นอะตอม. ที่สำคัญที่สุดคือสาม: โปรตอน และ นิวตรอน ก่อตัวเป็นนิวเคลียสอะตอมและ อิเล็กตรอนที่โคจรรอบหลัง

สสาร ทุกสิ่งที่ล้อมรอบไซต์ในอวกาศประกอบด้วยหน่วยพื้นฐานที่เรียกว่า อะตอม. จำนวนอะตอมที่แตกต่างกันที่มีอยู่คือจำนวน องค์ประกอบทางเคมี บนตารางธาตุ

การรวมกันของอะตอมเป็นสิ่งที่เรารู้ ชุดค่าผสมเหล่านี้เป็นเป้าหมายของการศึกษาทั้งสอง เคมีอนินทรีย์ และ เคมีอินทรีย์.

แต่ยังมีการสำรวจภายในอะตอมด้วย ซึ่งตรงกับการมีโครงสร้างพื้นฐานซึ่งประกอบด้วยอนุภาคด้านล่างที่เรียกว่าอะตอมมิกนิวเคลียสและอิเล็กตรอน

นิวเคลียสของอะตอม ประกอบด้วยอนุภาคสองประเภทที่แตกต่างกัน: โปรตอนและนิวตรอน.

โปรตอนมีประจุไฟฟ้าบวก (+) และ นิวตรอนไม่มีประจุ. อิเล็กตรอนที่มีประจุลบ (-) พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับประจุของโปรตอนและเกิดปรากฏการณ์ดึงดูดที่ทำให้อะตอมอยู่ในสถานะพลังงานที่แน่นอน

อะตอมมีความเสถียรเมื่อประจุบวกและประจุลบตัดกันโดยสิ้นเชิง

อิเล็กตรอน

อากาศที่ความดันปกตินำกระแสไฟฟ้าได้ไม่ดีนัก แต่อากาศที่หายากดังที่มีอยู่ในท่อระบายสุญญากาศ จะนำกระแสในรูปของลำอนุภาคที่เรียกว่ารังสีแคโทด ในปี พ.ศ. 2422 เซอร์วิลเลียม ครูกส์ได้พิสูจน์ว่าอนุภาคมีประจุไฟฟ้า

instagram story viewer

ในปี พ.ศ. 2438 ฌอง แปร์ริน สามารถตรวจสอบได้ว่าประจุนั้นเป็นลบ และอนุภาคได้รับชื่ออิเล็กตรอน ในปีเดียวกันนั้น ท่านได้ศึกษาการโก่งตัวของรังสีในสนามไฟฟ้า ท่านเจ. เจ ทอมป์สันกำหนดมูลค่าของประจุจำเพาะซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่างประจุของอิเล็กตรอน (e) กับมวล (m) ของอิเล็กตรอน

จากมูลค่า 1.7592 * 10⁸ คูลอมบ์ / กรัมของ "e / m" และค่าของ "e" (1.602 * 10^-19 Coulombs) กำหนดโดย R. ถึง. Millikan ในปี 1917 มีการคำนวณมวลของอิเล็กตรอนซึ่งเท่ากับ 1/1838 ของมวลของอะตอมไฮโดรเจน

ประจุอิเล็กตรอน = 1.602 * 10^-19 คูลอมบ์

มวลของอิเล็กตรอน = 1/1838 ของมวลของอะตอมไฮโดรเจน

การกำหนดประจุของอิเล็กตรอนครั้งแรกทำโดย Townsend (1897), J. เจ ทอมสันและโดย H. ถึง. Wilson (1903) โดยใช้กล้องหลังของ C. ต. ร. Wilson (1897) เพื่อผลิตหมอกซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบโครงสร้างอะตอม

อิเล็กตรอนถูกพบในส่วนนอกของอะตอม ซึ่งอธิบายการเคลื่อนที่รอบนิวเคลียส เช่นเดียวกับดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ จำนวนอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสคือสิ่งที่บอกว่าเป็นองค์ประกอบทางเคมี

ตัวอย่างเช่น ถ้ามีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในอะตอม ธาตุนั้นก็คือไฮโดรเจน ถ้ามี 23 อิเล็กตรอน ก็คือโซเดียม ถ้ามีอิเลคตรอน 80 ตัว ธาตุก็คือปรอท

โปรตอน

เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอดสุญญากาศซึ่งมีจานเจาะรูทำหน้าที่เป็น a แคโทด (ขั้วลบ), รังสีแคโทด (อิเล็กตรอน) มุ่งตรงไปยังแอโนด (อิเล็กโทรด บวก); แต่ในอีกด้านหนึ่งของแคโทด อนุภาคที่มีประจุบวกปรากฏขึ้นซึ่งสามารถหักเหได้ด้วยสนามแม่เหล็กอันทรงพลัง

ประจุของอนุภาคเหล่านี้ถึงแม้จะเป็นบวก แต่ก็เท่ากับหรือเป็นทวีคูณของอิเล็กตรอนเสมอ มวลของอนุภาคที่มีประจุบวกจะแปรผันตามลักษณะของก๊าซที่อยู่ในท่อ โดยทั่วไปจะเท่ากับอะตอมของแก๊ส กลุ่มของอนุภาคเหล่านี้เรียกว่า Positive Rays

ถ้าหลอดประกอบด้วยไฮโดรเจน อนุภาคบวกแต่ละอนุภาคจะมีมวลของอะตอมไฮโดรเจนโดยประมาณ และมีประจุเท่ากับอิเล็กตรอน อะตอมไฮโดรเจนเป็นอะตอมที่เบาที่สุดและเรียบง่ายที่สุด และอนุภาครังสีบวกที่ได้จากอะตอมนั้นเป็นอนุภาคบวกที่เบาและง่ายที่สุด

ประจุโปรตอน = 1.602 * 10^-19 คูลอมบ์

มวลโปรตอน = มวลอะตอมไฮโดรเจน

รัทเทอร์ฟอร์ดพบว่าอนุภาคบวกชนิดเดียวกันนี้มักเกิดจากการทิ้งระเบิดธาตุต่างๆ ด้วยรังสีที่ปล่อยออกมาจากเรเดียม เขาเรียกอนุภาคบวกที่ง่ายกว่านี้ว่า โปรตอนและได้ข้อสรุปว่าเป็นองค์ประกอบของอะตอม

นิวตรอน

วันนี้เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสขนาดเล็กที่มีประจุไฟฟ้าบวกเท่ากับเลขอะตอม (จำนวนอิเล็กตรอน โคจรรอบนิวเคลียส) อยู่ตรงกลางหรือใกล้มาก ของพื้นที่ว่างสำหรับอะตอมทั้งหมดและของอิเล็กตรอนเชิงลบในส่วนนอกของดังกล่าว พื้นที่

จำนวนอิเล็กตรอนตรงกับจำนวนประจุบวกในนิวเคลียส ยกเว้นไฮโดรเจนอะตอม มวลของอะตอมถูกอธิบายโดยข้อเท็จจริงที่ว่านิวเคลียสไม่เพียงประกอบด้วยโปรตอนเท่านั้น แต่ยังมีอนุภาคที่เป็นกลางจำนวนหนึ่งซึ่ง พวกมันถูกพิจารณาในตอนแรกว่าเป็นโปรตอนที่ถูกทำให้เป็นกลาง (แต่ละตัวรวมกับอิเล็กตรอน) แต่วันนี้พวกมันได้รับการยอมรับว่าเป็นหน่วยพื้นฐานของสสารที่มีมวล ชื่อ นิวตรอน.

อนุภาคย่อยอื่น ๆ

นอกจากอิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอนแล้ว อนุภาคอื่นๆ ที่ถือว่าเป็นองค์ประกอบของอะตอมยังเป็นที่รู้จักในปัจจุบันอีกด้วย: โพซิตรอน, ที่ Meson หรือ Mesotron และ นิวตริโน.

โพซิตรอน ถูกค้นพบโดย Carl Anderson (1932) ในปฏิกิริยาของรังสีคอสมิก (รังสีที่ ถึงโลกจากอวกาศ) ด้วยสสารและในกระบวนการกัมมันตภาพรังสีบางอย่าง เทียม. โพซิตรอนนั้นเหมือนกับอิเล็กตรอน มีเพียงประจุที่เป็นบวกแทนที่จะเป็นลบ การดำรงอยู่ของพวกมันในฐานะอนุภาคอิสระนั้นเล็กมาก โดยน้อยกว่าหนึ่งในล้านของวินาที

เมสัน พวกเขายังถูกค้นพบโดย Carl Anderson โดยร่วมมือกับ Seth Neddermeyer (1936) โดยการกระทำของ Cosmic Rays กับสสาร พวกมันมีมวล ดูเหมือนว่าจะไม่คงที่และประมาณหนึ่งในสิบของโปรตอนและเป็นประจุไฟฟ้าบวกหรือลบ พวกมันมีอายุสั้นมากและควรจะสลายตัวเป็นนิวตริโนบวกอิเล็กตรอนหรือโพซิตรอน ความพยายามที่จะได้มาซึ่ง mesons เทียมในห้องปฏิบัติการโดยใช้เครื่องเร่งไอออนและ อิเล็กตรอน (ไซโคลตรอน เบตาตรอน ซินโครตรอน ฯลฯ) ที่ให้พลังงานมหาศาลเหล่านี้ ประสบความสำเร็จใน 1948.

นิวตริโน เป็นอนุภาคที่มีมวลเท่ากับอิเล็กตรอนและโพซิตรอน แต่ไม่มีประจุไฟฟ้า Fermi คิดว่าการมีอยู่ของมันในปี 1925 เพื่ออธิบายการคำนวณที่มีพลังบางอย่างในการปล่อยอนุภาคเบต้าโดยสารกัมมันตภาพรังสี แม้ว่าการทดลองใหม่ ๆ สามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์โดยการมีอยู่ของนิวทริโน แต่ยังไม่พบข้อพิสูจน์ที่แน่ชัด