物質與原子的電子理論
物質的電子理論是能夠解釋電的本質的最成功和經實驗驗證的理論之一。儘管對電的研究已經吸引了科學家幾百年的關注,並且已經開發出一些實驗和理論來理解電的本質,但唯一成功解釋它的理論是物質的電子理論。
物質的電子理論是許多科學家(如 J. J. 湯姆遜、R. A. 密立根、歐內斯特·盧瑟福和玻爾)進行的實驗和研究的結果。本文旨在解釋物質的電子理論和原子的概念。
物質的電子理論
物質的電子理論可以很容易地解釋電的本質。該理論指出,所有物質,無論是固體、液體還是氣體,都是由稱為分子的小粒子組成的。而分子 wiederum 由稱為原子的微小粒子構成。
根據物質的電子理論:
其分子由相同型別原子組成的物質稱為元素。例如,氧氣是一種元素,因為其分子具有兩種相同型別的原子。
其分子由不同型別原子組成的物質稱為化合物。例如,水是一種化合物,因為其分子包含兩個氫原子和一個氧原子。
原子
原子是物質的基本組成單元。基本上,原子是分子的次級部分。原子由兩個部分組成,即:
- 原子核
- 核外電子
原子核
原子核是原子的中心部分,它包含兩種亞原子粒子,即質子和中子。質子是帶正電的粒子。質子上的電荷量等於 $\mathrm{+1.67\times 10^{-27}C}$ 。質子的質量為 $\mathrm{+1.67\times 10^{-27}} kg。原子核內的另一種粒子是中子。中子是一種電中性粒子,這意味著它不帶任何電荷。然而,中子的質量等於質子的質量。因此,原子核帶正電。
核外電子
核外電子是原子的外部部分,即原子核周圍的空間。核外電子區只包含電子。因此,電子也是一種亞原子粒子。電子帶負電荷,其大小等於 $\mathrm{-1.67\times 10^{-19}C}$ 。電子的質量等於 $\mathrm{9.1\times 10^{-31}}$ kg。在這裡,我們可以觀察到,與質子或中子相比,電子的質量非常小。因此,原子核構成原子的全部重量。
原子中的電子在不同的路徑(軌道)上圍繞原子核運動。這些電子在其軌道執行時遵循以下規則:
一個軌道最多可以容納的電子數等於 $\mathrm{2n^{2}}$,其中 n 是軌道的編號。因此,第一軌道有 2 個電子,第二軌道有 8 個電子,依此類推。
最外層(最後)軌道最多可以容納 8 個電子。
任何軌道都不能容納超過 18 個電子。
在原子的正常狀態下,電子數等於質子數。因此,在正常情況下,原子作為一個整體是電中性的,不表現出電性。
以下是原子的兩個重要度量:
原子序數 - 原子中電子或質子的數量稱為原子序數,即:
原子序數 = 電子數或質子數
原子量 - 原子核中質子和中子數量之和稱為原子量,即:
原子量 = 質子數 + 中子數
結論
在本文中,我們討論了物質的電子理論和原子的概念。這兩個概念在理解電的本質方面起著至關重要的作用。物質的電子理論是唯一一個多年來一直用來解釋電的本質的理論。它還有助於理解原子的基本結構。