基本屬性
電子塊小而輕(比μ介子輕205倍),被歸為亞原子粒子的輕子類。輕子是壹種基本粒子,物質被分成這些粒子。電子的自旋為1/2,滿足費米子條件(根據費米-狄拉克統計)。電子的電荷約為-1.6 × 10-19庫侖,質量為9.10× 10-31千克(0.51兆電子伏/C2)。通常表示為e-。電性質與電子相反的粒子稱為正電子,它們與電子具有相同的質量、自旋和正電荷。電子在原子中繞著原子核運動,能量越大,離原子核運動的軌跡越遠。電子移動的空間稱為電子層。第壹層最多可以有兩個電子。第二層最多可以有八個電子。第n層最多可以容納2n^2電子,最外層最多可以容納八個電子。最後壹層的電子數決定了物質的化學性質是否活躍。1,2電子是金屬元素,3,4,2電子是金屬元素。物質失去電子的性質叫還原性,物質是還原劑。物質的氧化性或還原性是由獲得和失去電子的難易程度決定的,與獲得和失去電子的數量無關。
編輯這個運動的電子。
我們現在知道,終極電荷是組成原子的微小電子。在運動的原子中,每壹個圍繞原子核運動的電子都帶壹個單位的負電荷,而原子核中的質子帶壹個單位的正電荷。正常情況下,物質中的電子和質子數量相等,所帶電荷平衡,物質中等大小。摩擦後,物質要麽失去電子,留下更多正電荷(質子比電子多)。要麽增加電子,獲得更多負電荷(電子比質子多)。這個過程被稱為摩擦起電。自由電子(從原子中逃逸的電子)可以很容易地在導體中的原子之間移動,但它們不能在絕緣體中移動。這樣壹來,物體在摩擦過程中轉移到導體上的電荷會很快被中和,因為多余的電子會從物體表面流走,或者多余的電子會被吸附在物體表面來代替失去的電子。所以,無論摩擦多麽劇烈,金屬都不可能摩擦起電。然而,橡膠或塑料等絕緣體在摩擦後會在其表面留下電荷。
電子運動和宏觀物體運動的區別;
(1)質量很小(9.109×10-31kg);(2)電子帶負電;(3)活動空間範圍小(直徑約為10-10m);(4)移動速度快(10-6m)。電子的運動特征與宏觀物體有很大不同——它沒有確定的軌道。所以科學家主要是通過建立模型來研究電子的運動。
核外電子組態定律;
1.電子在核外從近到遠、從低能到高能的不同電子層上分層排列;2.每層包含的最大電子數是n的平方的兩倍(n代表電子層數);3.最外層不超過8個電子(第壹層不超過2個電子),第二外層不超過18個電子,倒數第二層不超過32個電子。4.壹般電子總是排列在能量最低的電子層,即先排列第壹層,第壹層滿後再排列第二層,第二層滿後再排列第三層。電子雲是對原子核外層空間電子概率密度分布的形象描述。電子出現在原子核外層空間的某個區域,仿佛壹團帶負電的雲籠罩在原子核周圍,人們形象地稱之為“電子雲”。它就是著名的二階偏微分薛定諤方程,是奧地利學者薛定諤在1926中,在德-布關系的基礎上提出的。這個方程的解,如果用三維坐標圖形表示,就是電子雲。
編輯本段電子觀察
遠距離觀察電子的各種現象,主要靠探測電子的輻射能量。比如在恒星日冕這樣的高能環境下,自由電子會形成等離子體,通過制動輻射來輻射能量。電子氣的等離子體振蕩。它是壹種漲落,是由電子密度的快速漲落引起的。這種波動會引起能量發射。天文學家可以用射電望遠鏡來探測這種能量。根據普朗克關系,光子的頻率與能量成正比。當束縛電子在不同能級原子的軌道疇之間跳躍時,束縛電子會吸收或發射特定頻率的光子。例如,當用寬帶光源照射壹個原子時,很明顯在透射輻射的光譜中會出現壹個特殊的吸收光譜。每個元素或分子會顯示壹組特殊的吸收光譜,如氫光譜。光譜學專門測量這些譜線的強度和寬度。通過仔細分析這些數據,我們可以知道物質的組成元素和物理性質。在實驗室控制的條件下,電子與其他粒子的相互作用可以用粒子探測器。仔細看看。電子的特性,如質量、自旋和電荷,可以測量和測試。四極離子阱和潘寧阱。帶電粒子可以長時間被限制在壹個小區域內。通過這種方式,科學家可以精確地測量帶電粒子的性質。例如,在壹個實驗中,壹個電子被限制在潘寧阱中10個月。在1980中,電子磁矩的實驗值已經精確到11位數。在當時,它是所有測量的物理常數中最精確的。2008年2月,隆德大學的壹組物理團隊首次拍攝了電子能量分布的視頻圖像。科學家使用非常短的閃光,稱為阿托秒。脈沖,第壹個捕捉到電子的實際運動。在固體物質中,電子的分布可以通過角度分辨光電子能譜可視化。該技術應用光電效應理論,將高能輻射照射在樣品上,然後測量光電發射的電子動能分布和方向分布等數據。通過仔細分析這些數據,我們可以推斷出固體物質的電子結構。
編輯此電子歷史記錄
電子是劍橋大學卡文迪許實驗室的約瑟夫·湯姆森在1897年研究陰極射線時發現的。
最新的實驗證明電子是可以分裂的。
新華社倫敦2009年8月2日電(記者黃昆)英國研究人員近日通過實驗證實了電子可以分裂成自旋和空穴的理論假設,這將有助於研發下壹代量子計算機。劍橋大學近日發布新聞稿稱,來自劍橋大學的研究人員和他們來自伯明翰的同事合作完成了這項研究。根據公報,電子通常被認為是不可分的。但在1981中,物理學家提出,在某些特殊條件下,電子可以分裂成磁自旋和帶電空穴。劍橋大學的研究人員將極細的“量子線”放置在距離約30個原子的金屬板上,並將其置於約零下273攝氏度的超低溫環境中。然後改變外磁場,發現金屬板上的電子通過量子隧穿效應跳到導線上時分裂成了自旋和空穴。研究人員表示,人們對電子性質的研究曾經掀起了壹場半導體革命,使得計算機行業飛速發展。現在有機會實際研究自旋和空穴的性質,這可能會推動下壹代量子計算機的發展,帶來新壹輪的計算機革命。
電子不是基本粒子。
100多年前,當美國物理學家羅伯特·密立根(Robert Millikan)首次通過實驗測得電子的電荷時,它被普遍認為是電荷的基本單位。然而,根據經典理論,電子被視為電子層。
“全”或“基本”粒子會讓我們對電子在某些物理情境下的行為產生極度的困惑,比如電子被置於強磁場中時的非積分量子霍爾效應。為了解決這個問題,在1980年,美國物理學家羅伯特·拉夫林提出了壹個新的理論來解決這個難題,這個理論也非常簡潔地解釋了電子之間復雜的相互作用。然而,接受這壹理論確實讓物理學界付出了代價:由這壹理論得出的離奇推論表明,電流實際上是由1/3個電子電荷組成的。在壹項新的實驗中,魏茨曼研究所的科學家設計了壹種巧妙的方法來檢查這種非整數電子電荷是否存在。這個實驗將能夠探測到所謂的“撞擊背景噪聲”,這是分數電荷存在的直接證據。科學家將有電流通過的半導體浸入高強度磁場中,探測到了非積分量子霍爾效應。他們使用了壹系列精密儀器來消除外部噪音的幹擾,並對其進行放大和分析。結果證實了所謂的“撞擊背景噪聲”確實來自電子,從而證實了電流確實是由1/3個電子電荷組成的。由此,他們得出結論:電子不是自然界的基本粒子,而是更加“基本”和“簡單”的、不能再分的亞原子粒子。
編輯本段的電子層
電子層又稱電子層,是原子物理學中主量子數n相同的壹組原子軌道。電子層由原子的電子序列組成。這可以證明電子層所能容納的最大電子數是2n。亨利·莫塞爾和巴克拉對X射線吸收的研究在實驗中首次發現了電子層。巴克拉稱之為K、L、M(按英文母女排列)和其他電子層(起初K、L電子層被命名為B、A,之所以改成K、L,是為了給未被發現的電子層預留空間)。這些字母後來被1,2,3等n個值代替。它們用於光譜儀的Sigban符號。電子層的名稱來源於阿波羅的耳模型,該模型認為電子以壹定的距離成組地圍繞核心旋轉,因此軌跡形成了殼層。
編輯這段電子學的得失
當最外層的電子數為8,最內層的電子數為2時,原子形成相對穩定的結構,氦除外,它的電子數為2,但也是相對穩定的結構,不容易發生化學反應。稀有氣體壹般是相對穩定的結構,所以不容易發生化學反應,而非稀有氣體可以通過化學變化變成相對穩定的結構。金屬元素的最外層電子數壹般小於4,電子容易丟失,而非金屬元素的最外層電子數壹般大於4。註意:電子不能隨意扔進自然界。例如,氯化鈉是食鹽。氯的最外層電子數是7,容易得到1個電子,而鈉的最外層電子數是1,容易失去壹個電子。當氯和鈉發生化學反應時,鈉將最外層的電子給氯。此時,鈉和氯的電子電荷不等於原子核的電子電荷。鈉帶正電荷是因為它失去了壹個電子,而氯有壹個電子。根據物理學,當正負吸引時,氯和鈉會被吸引在壹起,形成氯化鈉。大多數化合物都是這樣結合的。各種元素電子的壹般得失可以用化學價來表示。比如鈉壹般失去壹個+1的正化合價的電子,那麽鈉的化合價就是+1,這是壹些常見元素的根和根的化合價: