სტატია ატომებში ელექტრული მუხტის შესახებ
გთხოვთ, დააკვირდეთ თქვენს გარშემო არსებულ ერთ-ერთ ობიექტს. თუ ობიექტს გაანადგურებთ, მაგალითად, ქვას, ქვა უფრო პატარა ნაჭრებად დაიყოფა. თუ ქვის ნაწილი კვლავ განადგურდება, ქვის ნაჭრები უფრო პატარა ნაჭრებად გადაიქცევა. რა მოხდება, თუ ქვა კვლავ განადგურდება? რა თქმა უნდა, ქვა უფრო პატარაა. შეიძლება თუ არა ქვების განადგურება უფრო პატარა ან უსასრულო ნაჭრებად? რეალობა აჩვენებს, რომ ობიექტის დაყოფა უფრო პატარა ნაჭრებად მიაღწევს წერტილს, სადაც ობიექტის უმცირესი ნაწილის დაყოფა უფრო პატარა ნაჭრებად შეუძლებელია. ობიექტის უმცირეს ნაწილს, რომლის დაყოფა შეუძლებელია, ატომი ეწოდება. ასე რომ, ატომები სამყაროში არსებული ყველა მასალის უმცირესი ნაწილია.
ატომები შედგება ელექტრონების, პროტონებისა და ნეიტრონებისგან. პროტონები და ნეიტრონები ქმნიან ატომურ ბირთვებს, რომელთა სიგრძე დაახლოებით 10-15 მეტრია. ელექტრონები ბირთვის გარეთ არიან და მოძრაობენ ატომის ბირთვის გარშემო, ისევე როგორც პლანეტები მოძრაობენ მზის გარშემო. თუ ვივარაუდებთ, რომ ატომის დიამეტრი რამდენიმე კილომეტრია, მაშინ ატომის ბირთვი ბილიარდის ბურთის ზომისაა,
და ელექტრონები ბირთვს შორის არიან და ბირთვიდან დაახლოებით 10-10 მეტრის დაშორებით აღწევენ. ბირთვსა და ელექტრონს შორის სივრცეა.
უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები ატომების კიდეებზეა განლაგებული, ხოლო დადებითად დამუხტული პროტონები - ატომის ბირთვში. იმისათვის, რომ ელექტრონებმა განაგრძონ ბირთვში მოძრაობა და არ გამოვიდნენ ატომიდან, დადებითად დამუხტულმა ატომის ბირთვმა ელექტრონზე მიმზიდველი ძალა უნდა მოახდინოს. ძალას, რომელიც იზიდავს ელექტრონებს ბირთვის გარშემო დარჩენისკენ და ვერ გამოეყოფა ატომს, ელექტრული ძალა ეწოდება.
მეორე მხრივ, ატომის ბირთვის შიგნით დადებითად დამუხტული პროტონებია, ამიტომ პროტონები ერთმანეთს უნდა განიზიდონ ერთი და იგივე მუხტის გამო. იმისათვის, რომ პროტონები ბირთვში ერთად დარჩნენ და ატომისგან არ გამოეყონ, უნდა არსებობდეს ძალა, რომელიც აერთიანებს პროტონებს. ძალას, რომელიც აკავშირებს პროტონებს ატომის ბირთვში ერთად დარჩენისთვის, ბირთვული ძალა ეწოდება.
პროტონის მასა თითქმის იგივეა, რაც ნეიტრონის მასა. ატომური მასის დაახლოებით 99.9% ატომის ბირთვზეა კონცენტრირებული, ელექტრონებს კი ძალიან მცირე მასები აქვთ. ელექტრონის მასა (me) = 9.1093897 x 10 -31 კგ, ნეიტრონის მასა (mn) = 1.6749286 x 10 -27 კგ, პროტონის მასა (mp) = 1.6726231 x 10 -27 კგ.
ელექტროენერგიის რაოდენობა
ელექტრონები უარყოფითია, პროტონები დადებითი, ხოლო ნეიტრონები ნეიტრალური. პროტონები ან ნეიტრონები კვარკებისგან შედგება, რომელთა მუხტი ელექტრონების მუხტზე ± 1/3 და ± 2/3-ჯერ მეტია. კვარკები ატომებს წარმოქმნიან ყველაზე პატარა ნაწილაკები, მაგრამ ჯერჯერობით კვარკები ცალკე ნაწილაკებად არ არის აღმოჩენილი.
ელექტრონული ან პროტონული მუხტის რაოდენობა მუხტის ძირითადი ერთეულია. ობიექტის ელექტრული მუხტი ელექტრონული ან პროტონული მუხტის ჯერადი ნაწილია. ამას კვანტიზებული მუხტი ეწოდება. მაგალითად, თუ ჩვენს მიერ გამოყენებული ვალუტის უმცირესი წილი 1-ია, მაშინ ადამიანის მიერ უმცირესი ვალუტის ჯერადად მითითებული ფულის რაოდენობა 1-ია. მაგალითად, ჩემი ფულის რაოდენობა 2-ისა და 3-ის ტოლია.
ელექტრონის მუხტის რაოდენობაა –e, ხოლო პროტონის მუხტის სიდიდეა +e. ობიექტის მუხტის რაოდენობა e-ს ჯერადი ანუ 1.60 x 10 -19 კულონია და მისი გამოხატვა შესაძლებელია Q = ± Ne-ით. Q = მუხტების რაოდენობა, ± წარმოადგენს მუხტის ტიპს, N = მთელი რიცხვი, e = 1.60 x 10 -19 კულონი.
ელექტრული მუხტი ობიექტებში
თუ ატომს იმდენივე ელექტრონი აქვს, რამდენსაც პროტონი, მაშინ ატომში მთლიანი ელექტრული მუხტი ნულის ტოლია და ეს ატომი ნეიტრალურია ან არ არის ელექტრულად დამუხტული. ნეიტრალურ ატომში პროტონების ან ელექტრონების რაოდენობას ატომური რიცხვი (Z) ეწოდება. თუ ელექტრონების რაოდენობა ერთ პროტონზე მეტია, მაშინ ატომი უარყოფითად დამუხტულია. პირიქით, თუ ელექტრონების რაოდენობა პროტონებზე ნაკლებია, ისინი დადებითად დამუხტულია. უარყოფითად დამუხტულ ატომებს უარყოფითი იონები ეწოდება, ხოლო დადებითად დამუხტულ ატომებს - დადებითი იონები. ატომიდან ელექტრონების მიღების ან გამოთავისუფლების პროცესს იონიზაცია ეწოდება. როდესაც ვამბობთ, რომ ატომი დამუხტულია, ვგულისხმობთ წმინდა მუხტს. მაგალითად, ატომს აქვს 10 ელექტრონი და 7 პროტონი. ეს ატომი უარყოფითად დამუხტულია, რადგან მას 3 ელექტრონის ჭარბი რაოდენობა აქვს. ამრიგად, ამ ატომის წმინდა მუხტი 3-ია და ამ ტიპის ატომური მუხტი უარყოფითია. სურათები 3, 7, 10 მხოლოდ მაგალითებია გაგების გასაადვილებლად. სინამდვილეში, ობიექტის ელექტრული მუხტის რაოდენობა ელექტრონული ან პროტონული მუხტის ჯერადი ნაწილია.
თუ ობიექტს იმდენივე ელექტრონი აქვს, რამდენიც პროტონებს, მაშინ ობიექტი ნეიტრალურია ანუ ელექტრულად არ არის დამუხტული. თუ ობიექტს პროტონზე მეტი ელექტრონი აქვს, ობიექტი უარყოფითად დამუხტულია, ხოლო თუ ობიექტს პროტონზე ნაკლები ელექტრონი აქვს, ობიექტი დადებითად დამუხტულია. თავდაპირველად ნეიტრალური ობიექტები შეიძლება უარყოფითად დამუხტული გახდეს ობიექტზე ელექტრონების დამატებით. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ობიექტები შეიძლება დადებითად დამუხტული გახდეს ობიექტში ელექტრონების შემცირებით.
