Elektrons
Stabila elementārdaļiņa - e-, atoma sastāvdaļa.
Elektrona elektriskais lādiņš e = - 4,803 242 (14) x 10-10 CGSE vien. = - 1,602 189 2 (46) x 10-19 C (negatīvais elementārlādiņš).
Masa me - 9,109 534 (46) x 10-28 g = 0,5110034 (14) MeV.
Elektrona spins J = 1/2 (Planka konstantes fi vienībās).
Elektroni pakļaujas Fermī-Dīraka statistikai. Tā magnētiskais moments mīe = 1,001116 mīB ir Bora magnetons.
Elektroni pieder pie leptoniem, elektronu elektrona leptonlādiņš Le = +1. Elektronu antidaļiņas ir pozitroni. Elektroni piedalās elektromagnētiskajā, vājajā un gravitācijas mijiedarbībā, piemēram, vājajā mijiedarbībā, kurā piedalās elektroni, ir brīva neitrona beta sabrukšana, elektromagnētiskā mijiedarbība - elektronu un un pozitronu e+ anihilācija (e- + e+ dod 2 gamma, kur gamma - gamma kvants).
Elektroniem piemīt gan korpuskulārās, gan viļņējādās īpašības. Elektronu izmērus nevar viennozīmīgi aprakstīt. Tos raksturo ar elektronu klasisko rādiusu ro = e2/mec2 =apm. 2,82 x 10-13 cm. Tāpat kā gaismai, arī elektroniem novērojama interference un difrakcija. Elektronu kustību apraksta kvantu mehānikas vienādojumi - Šrēdingera vienādojums un Diraka vienādojums. Izmantojot šos vienādojumus, var pierādīt, ka vielas optiskās, elektriskās, magnētiskas, ķīmiskās un mehāniskās īpašības ir izskaidrojamas ar īpatnībām, kādas piemīt elektronu kustībai atomā.
Vēsture. Elektrons bija pirmā atklātā elementārdaļiņa.
XIX gs. beigās un XX gs. sākumā sākās jauns posms elektrības teorijas attīstībā.
Angļu fiziķis Dž.Dž.Tomsons 1897.gadā eksperimentāli pierādīja, ka elektriskajam lādiņam ir diskrēta daba un noteica elektrona lādiņu, līdz ar to viņu uzskata par elektrona atklājēju.
Izmantojot šos atklājumus un molekulāri kinētiskās teorijas pamatatziņas, H.Lorencs (Nīderlande) izveidoja klasiskās elektronu teorijas pamatus.
Dāņu fiziķis N.Bors 1913.gadā savas Bora atoma teorijas ietvaros noteica pirmās elektronu orbītas attālumu no atoma kodola - t.s. Bora radiusu.
Izmantojot savu izveidoto Bora atomu teoriju, 1923.gadā dāņu fiziķis N.Bors izskaidrojis atomu spektru un atoma elektronu čaulu uzbūvi, D.Mendeļejeva elementu periodisko sistēmu.
Elektronu kustības likumu un iekšējo īpašumu pētījumiem bija liela nozīme atomfizikas, kodolfizikas, elementārdaļiņu fizikas, kvantu teorijas attīstībā.
1924.gadā franču fiziķis L.V. de Brojī izvirzīja hipotēzi, ka daļīņām (tātad, arī elektroniem) ir viļņējādas īpašības (de Brojī vilnis). To, ka elektrniem tiešām piemīt viļņējādas īpašības, 1927.gadā eksperimentāli pierādīja amerikāņu fiziķi K.Dž.Deivisons un L.Džērmers.
1925.gadā amerikāņu fiziķi S.Gaudsmits un Dž.Ūlenbeks atklāja elektronu iekšējo impulsa momentu, līdz ar šo atklājumu tika ieviests spina jēdziens.
1928.gadā angļu fiziķis P.A.M.Diraks formulēja elektrona relatīvistiskās kustības vienādojumu un paredzēja antidaļiņu eksistenci.
1933.gadā franču fiziķi I. un F.Žolio-Kirī pirmo reizi eksperimentāli tika novērota elementārdaļiņu, kuru masa ir atšķirīga no nulles, savstarpējā pārvēršanās - elemtrona/pozitrona pāra rašanās un anihilācija.
XX gs. 30.gados fiziķi atklāja tādu interesantu parādību, ka elektrons un pozitrons zināmos apstākļos var it kā saplūst un pārvērsties fotonos. No otras puses, fotoni attiecīgos apstākļos var pārvērsties elektronu un pozitronu "tvaikos."
Elektronu izmantošana. Cietvielu elektronika balstās uz brīvo elektronu kustības īpatnībām cietvielā. Iespēja iegūt un vadīt elektronu kūļus radījusi vakuuma elektroniku. Elektronu kūļus izmanto vielas īpašību pētījumos ar elektronogrāfijas metodēm. Augstas enerģijas (simtiem MeV) elektronus izmanto protonu un neitronu struktūras pētījumos.
Izpratne par elektroniem palīdz precizēt elementu periodiskumu. XX gs. 1.pusē izveidojās mācība par atoma uzbūvi. Tā izskaidroja daudzas elementu eriodiskās sistēmas šķietamās nepilnības un trūkumus. Mūsu dienās D.Mendeļejeva periodisko likumu formulē šādi: elementu īpašības atrodas periodiskā atkarībā no to atoma kodola lādiņa lieluma. Ar to arī izskaidrojams, kāpēc daži elementi (K, Ar, Co, Ni, Te, I) tabulā nav sakārtoti atommasas pieaugšanas secībā. Elementa ķīmisko īpašību nesēji ir elektroni, kas atomā novietojas dažādos enerģētiskos līmeņos. Pēc pēdējā pievienotā elektrona izšķir s, p, d un f elementus. Tipiskie elementi ir s vai p elementi, blakus apakšgrupu elementi ir d elementi, bet lantanoīdi un aktinoīdi ir f elementi. Elektronu skaits atomā ir cieši saistīts ar elementu vērtību unoksidācijas pakāpi un izskaidro to periodiskās pārmaiņas. Elementu oksidācijas pakāpes savienojumos ar skābekli pieaug no +1 I grupā līdz +8 VIII grupā. Sākot ar IV grupu, galveno apakšgrupu elementi veido gaistošus ūdeņraža savienojumus, kuros elementu oksidācijas pakāpe samazinās no -4 uz -1. Saskaņā ar elektronu pievienošanas īpatnībām izskaidrojams periodu dažādais garums lantanoīdu un aktinoīdu skaits un novietojums elementu periodiskajā sistēmā.
Saites.
Klasiskā elektronu teorija.
Bora atoma uzbūves modelis.
Atoms.
