ग्रह पर हमारे आस-पास की हर चीज़ में छोटे, मायावी कण होते हैं। इलेक्ट्रॉन उनमें से एक हैं। उनकी खोज अपेक्षाकृत हाल ही में हुई। और इसने परमाणु की संरचना, विद्युत संचारण के तंत्र और संपूर्ण विश्व की संरचना के बारे में नए विचारों को खोल दिया।
अविभाज्य को कैसे विभाजित किया गया
आधुनिक अर्थ में इलेक्ट्रॉन प्राथमिक कण हैं। वे अभिन्न हैं और छोटी संरचनाओं में नहीं टूटते हैं। लेकिन ऐसा विचार हमेशा मौजूद नहीं था। 1897 तक इलेक्ट्रॉन अज्ञात थे।
प्राचीन यूनान के विचारकों ने भी अनुमान लगाया था कि दुनिया की हर चीज़, एक इमारत की तरह, कई सूक्ष्म "ईंटों" से बनी होती है। तब परमाणु को पदार्थ की सबसे छोटी इकाई माना जाता था, और यह विश्वास सदियों तक कायम रहा।
परमाणु की धारणा 19वीं सदी के अंत में ही बदली। जे. थॉमसन, ई. रदरफोर्ड, एच. लोरेंत्ज़, पी. ज़िमन के अध्ययन के बाद, परमाणु नाभिक और इलेक्ट्रॉनों को सबसे छोटे अविभाज्य कणों के रूप में मान्यता दी गई थी। समय के साथ, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और बाद में भी - न्यूट्रिनो, काओन, पाई-मेसन आदि की खोज की गई।
अब विज्ञान बड़ी संख्या में प्राथमिक कणों को जानता है, जिनमें से इलेक्ट्रॉन हमेशा अपना स्थान लेते हैं।
नए कण की खोज
परमाणु में जब इलेक्ट्रान की खोज की गई, तब तक वैज्ञानिकों को बिजली और चुंबकत्व के अस्तित्व के बारे में बहुत पहले से पता था। लेकिन इन घटनाओं की वास्तविक प्रकृति और पूर्ण गुण अभी भी कई भौतिकविदों के दिमाग में एक रहस्य बने हुए हैं।
19वीं शताब्दी की शुरुआत में ही यह ज्ञात था कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण का प्रसार प्रकाश की गति से होता है। हालांकि, कैथोड किरणों के साथ प्रयोग करने वाले अंग्रेज जोसेफ थॉमसन ने निष्कर्ष निकाला कि उनमें कई छोटे अनाज होते हैं, जिनका द्रव्यमान परमाणु से कम होता है।
अप्रैल 1897 में, थॉमसन ने एक प्रस्तुति दी, जहां उन्होंने वैज्ञानिक समुदाय को परमाणु में एक नए कण के जन्म के बारे में बताया, जिसे उन्होंने एक कणिका कहा। बाद में, अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने पन्नी के साथ प्रयोगों की मदद से अपने शिक्षक के निष्कर्षों की पुष्टि की, और कणिकाओं को एक अलग नाम दिया गया - "इलेक्ट्रॉन"।
इस खोज ने न केवल भौतिक बल्कि रासायनिक विज्ञान के विकास को भी गति दी। इसने बिजली और चुंबकत्व, पदार्थों के गुणों के अध्ययन में महत्वपूर्ण प्रगति की और परमाणु भौतिकी को भी जन्म दिया।
इलेक्ट्रॉन क्या है?
इलेक्ट्रॉन सबसे हल्के कण होते हैं जिन पर विद्युत आवेश होता है। उनके बारे में हमारा ज्ञान अभी भी काफी हद तक विरोधाभासी और अधूरा है। उदाहरण के लिए, आधुनिक अवधारणाओं में, वे हमेशा के लिए रहते हैं, क्योंकि वे कभी भी क्षय नहीं होते हैं, न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के विपरीत (उत्तरार्द्ध की सैद्धांतिक क्षय आयु ब्रह्मांड की आयु से अधिक है)।
इलेक्ट्रॉन स्थिर होते हैं और उन पर स्थायी ऋणात्मक आवेश होता है e=1.6 x 10-19सीएल. वे फर्मियन परिवार और लेप्टन समूह से संबंधित हैं। कण कमजोर विद्युत चुम्बकीय और गुरुत्वाकर्षण संपर्क में भाग लेते हैं। वे परमाणुओं में पाए जाते हैं। जो कण परमाणुओं से संपर्क खो चुके हैं वे मुक्त इलेक्ट्रॉन हैं।
इलेक्ट्रॉनों का द्रव्यमान 9.1 x 10-31 किग्रा है और एक प्रोटॉन के द्रव्यमान से 1836 गुना कम है। उनके पास अर्ध-पूर्णांक स्पिन और चुंबकीय क्षण है। एक इलेक्ट्रॉन को "e-" अक्षर से दर्शाया जाता है। उसी तरह, लेकिन एक प्लस चिह्न के साथ, इसके प्रतिपक्षी को इंगित किया जाता है - पॉज़िट्रॉन एंटीपार्टिकल।
परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की स्थिति
जब यह स्पष्ट हो गया कि परमाणु में छोटी संरचनाएँ होती हैं, तो यह समझना आवश्यक था कि वे इसमें कैसे व्यवस्थित हैं। इसलिए, 19 वीं शताब्दी के अंत में, परमाणु के पहले मॉडल दिखाई दिए। ग्रहों के मॉडल के अनुसार, प्रोटॉन (सकारात्मक रूप से चार्ज) और न्यूट्रॉन (तटस्थ) परमाणु नाभिक बनाते हैं। और इसके चारों ओर, इलेक्ट्रॉन अण्डाकार कक्षाओं में चले गए।
20वीं सदी की शुरुआत में क्वांटम भौतिकी के आगमन के साथ ये विचार बदल गए। लुई डी ब्रोगली इस सिद्धांत को सामने रखते हैं कि इलेक्ट्रॉन न केवल एक कण के रूप में, बल्कि एक लहर के रूप में भी प्रकट होता है। इरविन श्रोडिंगर एक परमाणु का एक तरंग मॉडल बनाता है, जहां इलेक्ट्रॉनों को एक निश्चित घनत्व के एक चार्ज के साथ एक बादल के रूप में दर्शाया जाता है।
नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों के स्थान और प्रक्षेपवक्र को सटीक रूप से निर्धारित करना लगभग असंभव है। इस संबंध में, "कक्षीय" या "इलेक्ट्रॉन बादल" की एक विशेष अवधारणा पेश की जाती है, जो सबसे संभावित स्थान का स्थान है।नामित कण।
ऊर्जा स्तर
एक परमाणु के चारों ओर बादल में उतने ही इलेक्ट्रॉन होते हैं जितने उसके नाभिक में प्रोटॉन होते हैं। ये सभी अलग-अलग दूरी पर हैं। नाभिक के सबसे निकट सबसे कम ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं। कणों में जितनी अधिक ऊर्जा होगी, वे उतनी ही दूर जा सकते हैं।
लेकिन वे बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित नहीं होते हैं, लेकिन विशिष्ट स्तरों पर कब्जा कर लेते हैं जो केवल एक निश्चित संख्या में कणों को समायोजित कर सकते हैं। प्रत्येक स्तर की ऊर्जा की अपनी मात्रा होती है और इसे उप-स्तरों में विभाजित किया जाता है, और वे, बदले में, कक्षकों में विभाजित होते हैं।
ऊर्जा स्तरों पर इलेक्ट्रॉनों की विशेषताओं और व्यवस्था का वर्णन करने के लिए चार क्वांटम संख्याओं का उपयोग किया जाता है:
- n - मुख्य संख्या जो इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा को निर्धारित करती है (रासायनिक तत्व की अवधि की संख्या से मेल खाती है);
- l - कक्षीय संख्या जो इलेक्ट्रॉन बादल के आकार का वर्णन करती है (s - गोलाकार, p - आठ आकार, d - तिपतिया घास या डबल आठ आकार, f - जटिल ज्यामितीय आकार);
- m एक चुंबकीय संख्या है जो चुंबकीय क्षेत्र में बादल के उन्मुखीकरण को निर्धारित करती है;
- ms एक स्पिन संख्या है जो अपनी धुरी के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों के घूमने की विशेषता है।
निष्कर्ष
तो, इलेक्ट्रॉन स्थिर ऋणावेशित कण होते हैं। वे तात्विक हैं और अन्य तत्वों में क्षय नहीं हो सकते। उन्हें मूलभूत कणों के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जो कि पदार्थ की संरचना का हिस्सा हैं।
इलेक्ट्रॉन परमाणु नाभिक के चारों ओर घूमते हैं और अपना इलेक्ट्रॉन खोल बनाते हैं। वे रासायनिक, ऑप्टिकल,विभिन्न पदार्थों के यांत्रिक और चुंबकीय गुण। ये कण विद्युत चुम्बकीय और गुरुत्वाकर्षण परस्पर क्रिया में भाग लेते हैं। उनकी दिशात्मक गति एक विद्युत प्रवाह और एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है।
