Articol despre sarcina electrică a atomilor
Te rog să observi unul dintre obiectele din jurul tău. Dacă distrugi un obiect, de exemplu, o piatră, piatra va fi împărțită în bucăți mai mici. Dacă o parte a pietrei este distrusă din nou, bucățile de piatră se vor transforma în bucăți mai mici. Ce se întâmplă dacă piatra este distrusă din nou? Desigur, piatra este mai mică. Pot fi pietrele distruse în bucăți mai mici sau la o infinită de bucăți? Realitatea arată că un obiect, împărțit în bucăți mai mici, va ajunge într-un punct în care cea mai mică parte a obiectului nu poate fi divizată în bucăți mai mici. Cea mai mică parte a unui obiect care nu poate fi divizată se numește atom. Așadar, atomii sunt cea mai mică parte a fiecărui material din univers.
Atomii sunt compuși din electroni, protoni și neutroni. Protonii și neutronii formează nuclee atomice care au aproximativ 10-15 metri lungime. Electronii se află în afara nucleului și se mișcă în jurul nucleului unui atom așa cum planetele se mișcă în jurul soarelui. Dacă se presupune că diametrul atomului este de câțiva kilometri, atunci nucleul atomic are dimensiunea unei bile de biliard.
iar electronii se află între nucleu și ajung la o distanță de aproximativ 10 -10 metri de miez. Între miez și un electron există spațiu.
Electronii încărcați negativ sunt situați la marginea atomilor, iar protonii încărcați pozitiv sunt situați în nucleul atomic. Pentru ca electronii să continue să circule prin nucleu și să nu scape din atom, nucleul atomic încărcat pozitiv trebuie să exercite o forță atractivă asupra electronului. Forța care atrage electronii pentru a rămâne în jurul nucleului și nu poate fi separată de atom se numește forță electrică.
Pe de altă parte, în interiorul nucleului atomic există protoni încărcați pozitiv, astfel încât protonii trebuie să se respingă reciproc din cauza aceleiași sarcini. Pentru ca protonii să rămână împreună în nucleu și să nu fie separați de atom, trebuie să existe o forță care să unească protonii. Forța care leagă protonii pentru a rămâne împreună în nucleul atomic se numește forță nucleară.
Masa protonului este aproape aceeași cu masa neutronului. Aproximativ 99.9% din masa atomică este centrată pe nucleul atomic, în timp ce electronii au mase mici. Masa electronului (me) = 9.1093897 x 10⁻³¹ kg , masa neutronului (mn) = 1.6749286 x 10⁻²⁷ kg , masa protonului (mp) = 1.6726231 x 10⁻²⁷ kg.
Cantitatea de electricitate
Electronii sunt negativi, protonii sunt pozitivi, iar neutronii sunt neutri. Protonii sau neutronii sunt compuși din quarci, care au o sarcină de ± 1/3 și ± 2/3 ori mai mare decât cea a electronilor. Quarcii sunt cele mai mici particule care formează atomii, dar până în prezent, nu s-a descoperit că quarcii stau singuri ca particule individuale.
Cantitatea de sarcină electrică a electronului sau a protonului este unitatea de bază a sarcinii. Sarcina electrică a unui obiect este un multiplu al sarcinii electronului sau al sarcinii protonului. Aceasta se numește sarcină cuantizată. De exemplu, dacă cea mai mică fracție a monedei pe care o folosim este 1, atunci suma de bani pe care o persoană o are exprimată în multipli ai celei mai mici monede este 1. De exemplu, suma banilor mei este 2 și 3.
Sarcina unui electron este –e, iar magnitudinea sarcinii unui proton este +e. Sarcina unui obiect este un multiplu de e sau 1.60 x 10⁻¹ Coulomb și poate fi exprimată prin Q = ± Ne. Q = numărul de sarcini, ± reprezintă tipul de sarcină, N = număr întreg, e = 1.60 x 10⁻¹ Coulomb.
Sarcina electrică în obiecte
Dacă un atom are tot atâția electroni cât un proton, atunci sarcina electrică totală a atomului este zero, iar acest atom este neutru sau nu este încărcat electric. Numărul de protoni sau electroni dintr-un atom neutru se numește număr atomic (Z). Dacă electronii sunt mai mulți decât un proton, atunci atomul este încărcat negativ. Invers, dacă electronii sunt mai puțini decât protonii, aceștia sunt încărcați pozitiv. Atomii încărcați negativ se numesc ioni negativi, în timp ce atomii încărcați pozitiv se numesc ioni pozitivi. Procesul de primire sau eliberare a electronilor dintr-un atom se numește ionizare. Când spunem că un atom este încărcat, ne referim la sarcina netă. De exemplu, un atom are 10 electroni și 7 protoni. Acest atom este încărcat negativ deoarece are un exces de 3 electroni. Deci, sarcina netă a acestui atom este 3, iar acest tip de sarcină atomică este negativă. Figurile 3, 7, 10 sunt doar exemple pentru a facilita înțelegerea. În realitate, cantitatea de sarcină electrică a unui obiect este un multiplu al sarcinii electronului sau al sarcinii protonului.
Dacă un obiect are tot atâtea electroni câte protoni are, atunci obiectul este neutru sau nu este încărcat electric. Dacă un obiect are mai mulți electroni decât un proton, obiectul este încărcat negativ, în timp ce dacă un obiect are mai puțini electroni decât un proton, obiectul este încărcat pozitiv. Obiectele care inițial erau neutre pot fi încărcate negativ prin adăugarea de electroni la obiect. În caz contrar, obiectele pot fi încărcate pozitiv prin reducerea electronilor din obiect.
