અણુઓમાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ વિશેનો લેખ
કૃપા કરીને તમારી આસપાસ રહેલી કોઈ એક વસ્તુનું અવલોકન કરો. જો તમે કોઈ વસ્તુનો નાશ કરો છો, ઉદાહરણ તરીકે, તે પથ્થર છે, તો તે પથ્થર નાના ટુકડાઓમાં વિભાજીત થઈ જશે. જો પથ્થરનો ભાગ ફરીથી નાશ પામે છે, તો પથ્થરના ટુકડા નાના ટુકડાઓમાં ફેરવાઈ જશે. જો પથ્થર ફરીથી નાશ પામે છે તો શું? અલબત્ત, પથ્થર નાનો છે. શું પથ્થરોને નાનાથી અનંત ટુકડાઓમાં નાશ કરી શકાય છે? વાસ્તવિકતા બતાવે છે કે કોઈ વસ્તુને નાના ટુકડાઓમાં વિભાજીત કરવામાં આવે છે તે એક બિંદુ પર પહોંચે છે જ્યાં વસ્તુનો સૌથી નાનો ભાગ નાના ટુકડાઓમાં વિભાજીત થઈ શકતો નથી. કોઈ વસ્તુનો સૌથી નાનો ભાગ જેને વિભાજીત કરી શકાતો નથી તેને પરમાણુ કહેવામાં આવે છે. તેથી, પરમાણુઓ બ્રહ્માંડમાં દરેક પદાર્થનો સૌથી નાનો ભાગ છે.
પરમાણુઓ ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનથી બનેલા હોય છે. પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન આશરે 10-15 મીટર લાંબા પરમાણુ કેન્દ્ર બનાવે છે. ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની બહાર હોય છે અને ગ્રહો સૂર્યની આસપાસ ફરે છે તેમ પરમાણુના કેન્દ્રની આસપાસ ફરે છે. જો એવું માનવામાં આવે કે પરમાણુનો વ્યાસ થોડા કિલોમીટર છે, તો પરમાણુ કેન્દ્ર બિલિયર્ડ બોલ જેટલું કદ ધરાવે છે,
અને ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસ વચ્ચે હોય છે અને કોરથી લગભગ 10 -10 મીટરના અંતરે પહોંચે છે . કોર અને ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચે જગ્યા હોય છે.
નકારાત્મક ચાર્જવાળા ઇલેક્ટ્રોન પરમાણુઓની ધાર પર સ્થિત હોય છે અને ધન ચાર્જવાળા પ્રોટોન પરમાણુ ન્યુક્લિયસમાં સ્થિત હોય છે. ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસમાં ફરતા રહે અને અણુમાંથી બહાર ન નીકળે તે માટે, ધન ચાર્જવાળા પરમાણુ ન્યુક્લિયસે ઇલેક્ટ્રોન પર આકર્ષક બળ લગાવવું જોઈએ. જે બળ ઇલેક્ટ્રોનને ન્યુક્લિયસની આસપાસ રહેવા માટે આકર્ષે છે અને અણુથી અલગ કરી શકાતું નથી તેને વિદ્યુત બળ કહેવામાં આવે છે.
બીજી બાજુ, અણુ ન્યુક્લિયસની અંદર, ધન ચાર્જવાળા પ્રોટોન હોય છે જેથી સમાન ચાર્જને કારણે પ્રોટોન એકબીજાને ભગાડે છે. પ્રોટોન પરમાણુમાં સાથે રહેવા અને અણુથી અલગ ન થવા માટે, એક બળ હોવું જોઈએ જે પ્રોટોનને એક કરે છે. પરમાણુ ન્યુક્લિયસમાં એકસાથે રહેવા માટે પ્રોટોનને બાંધતા બળને પરમાણુ બળ કહેવામાં આવે છે.
પ્રોટોનનું દળ લગભગ ન્યુટ્રોનના દળ જેટલું જ છે. અણુ દળનો લગભગ 99.9% ભાગ અણુ ન્યુક્લિયસ પર કેન્દ્રિત હોય છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોનનું દળ ખૂબ જ નાનું હોય છે. ઇલેક્ટ્રોન (me) નું દળ = 9.1093897 x 10 -31 kg, ન્યુટ્રોન (mn) નું દળ = 1.6749286 x 10 -27 kg, પ્રોટોન (mp) નું દળ = 1.6726231 x 10 -27 kg.
વીજળીનો જથ્થો
ઇલેક્ટ્રોન નકારાત્મક હોય છે, પ્રોટોન ધન હોય છે, અને ન્યુટ્રોન તટસ્થ હોય છે. પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોન ક્વાર્કથી બનેલા હોય છે, જેનો ચાર્જ ઇલેક્ટ્રોન કરતા ± 1/3 અને ± 2/3 ગણો હોય છે. ક્વાર્ક એ પરમાણુઓ બનાવતા સૌથી નાના કણો છે, પરંતુ અત્યાર સુધી, ક્વાર્ક એકલ કણો તરીકે એકલા ઊભા હોવાનું જાણવા મળ્યું નથી.
ઇલેક્ટ્રોન ચાર્જ અથવા પ્રોટોન ચાર્જનું પ્રમાણ એ ચાર્જનું મૂળભૂત એકમ છે. કોઈ પણ પદાર્થનો વિદ્યુત ચાર્જ એ ઇલેક્ટ્રોન ચાર્જ અથવા પ્રોટોન ચાર્જનો ગુણાંક છે. આને ક્વોન્ટાઇઝ્ડ ચાર્જ કહેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો આપણે જે ચલણનો ઉપયોગ કરીએ છીએ તેનો સૌથી નાનો અપૂર્ણાંક 1 હોય, તો વ્યક્તિએ સૌથી નાના ચલણના ગુણાંકમાં દર્શાવેલ રકમ 1 છે. ઉદાહરણ તરીકે, મારા પૈસાની રકમ 2 અને 3 છે.
ઇલેક્ટ્રોન માટે ચાર્જનું પ્રમાણ –e છે અને પ્રોટોન માટે ચાર્જનું મૂલ્ય +e છે. પદાર્થનો ચાર્જ e નો ગુણાંક અથવા 1.60 x 10 -19 કુલોમ્બ છે અને તેને Q = ± Ne દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે. Q = ચાર્જની સંખ્યા, ± ચાર્જનો પ્રકાર દર્શાવે છે, N = પૂર્ણાંક, e = 1.60 x 10 -19 કુલોમ્બ.
પદાર્થોમાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ
જો કોઈ અણુમાં પ્રોટોન જેટલા ઇલેક્ટ્રોન હોય, તો અણુમાં કુલ વિદ્યુત ચાર્જ શૂન્ય હોય છે, અને આ અણુ તટસ્થ હોય છે અથવા વિદ્યુત રીતે ચાર્જ થયેલ નથી. તટસ્થ અણુમાં પ્રોટોન અથવા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને અણુ સંખ્યા (Z) કહેવામાં આવે છે. જો ઇલેક્ટ્રોન પ્રોટોન કરતા વધુ હોય, તો અણુ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ હોય છે. તેનાથી વિપરીત, જો ઇલેક્ટ્રોન પ્રોટોન કરતા ઓછા હોય, તો તે સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ હોય છે. નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ અણુઓને નકારાત્મક આયન કહેવામાં આવે છે, જ્યારે સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ અણુઓને સકારાત્મક આયન કહેવામાં આવે છે. અણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની અથવા મુક્ત કરવાની પ્રક્રિયાને આયનીકરણ કહેવામાં આવે છે. જ્યારે આપણે કહીએ છીએ કે, અણુ ચાર્જ થયેલ છે, ત્યારે તેનો અર્થ ચોખ્ખો ચાર્જ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, એક અણુમાં 10 ઇલેક્ટ્રોન અને 7 પ્રોટોન હોય છે. આ અણુ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે કારણ કે તેમાં 3 ઇલેક્ટ્રોનથી વધુ છે. તેથી, આ અણુનો ચોખ્ખો ચાર્જ 3 છે, અને આ પ્રકારનો અણુ ચાર્જ નકારાત્મક છે. આકૃતિઓ 3, 7, 10 ફક્ત સમજવા માટે ઉદાહરણો છે. વાસ્તવમાં, પદાર્થના ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જનું પ્રમાણ ઇલેક્ટ્રોન ચાર્જ અથવા પ્રોટોન ચાર્જનો ગુણાંક છે.
જો કોઈ પદાર્થમાં પ્રોટોન જેટલા ઇલેક્ટ્રોન હોય, તો તે પદાર્થ તટસ્થ હોય છે અથવા વિદ્યુતભારિત નથી. જો કોઈ પદાર્થમાં પ્રોટોન કરતાં વધુ ઇલેક્ટ્રોન હોય, તો પદાર્થ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ હોય છે, જ્યારે જો કોઈ પદાર્થમાં પ્રોટોન કરતાં ઓછા ઇલેક્ટ્રોન હોય, તો પદાર્થ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ હોય છે. શરૂઆતમાં તટસ્થ રહેલા પદાર્થોને પદાર્થમાં ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરીને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરી શકાય છે. નહિંતર, પદાર્થમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘટાડીને પદાર્થોને હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરી શકાય છે.
