Článok o elektrickom náboji v atómoch
Všimnite si, prosím, jeden z objektov okolo vás. Ak zničíte nejaký objekt, napríklad kameň, kameň sa rozdelí na menšie kúsky. Ak sa časť kameňa znova zničí, kúsky kameňa sa zmenia na menšie kúsky. Čo ak sa kameň znova zničí? Kameň je samozrejme menší. Môžu sa kamene rozbiť na menšie až nekonečné kúsky? Realita ukazuje, že rozdelenie objektu na menšie kúsky dospeje do bodu, keď najmenšiu časť objektu nemožno rozdeliť na menšie. Najmenšia časť objektu, ktorú nemožno rozdeliť, sa nazýva atóm. Atómy sú teda najmenšou časťou každého materiálu v... vesmír.
Atómy sa skladajú z elektrónov, protónov a neutrónov. Protóny a neutróny tvoria atómové jadrá, ktoré majú dĺžku približne 10 – 15 metrov. Elektróny sú mimo jadra a pohybujú sa okolo jadra atómu podobne ako planéty okolo Slnka. Ak predpokladáme, že priemer atómu je niekoľko kilometrov, potom má atómové jadro veľkosť biliardovej gule.
a elektróny sa nachádzajú medzi jadrom a dosahujú vzdialenosť približne 10-10 metrov od jadra. Medzi jadrom a elektrónom je priestor.
Záporne nabité elektróny sa nachádzajú na okrajoch atómov a kladne nabité protóny sa nachádzajú v atómovom jadre. Aby elektróny cirkulovali okolo jadra a neunikli z atómu, musí kladne nabité atómové jadro pôsobiť na elektrón príťažlivou silou. Sila, ktorá priťahuje elektróny, aby zostali okolo jadra a nemohli sa oddeliť od atómu, sa nazýva elektrická sila.
Na druhej strane, vo vnútri atómového jadra sa nachádzajú kladne nabité protóny, takže sa protóny musia navzájom odpudzovať kvôli rovnakému náboju. Aby protóny zostali pohromade v jadre a neoddelili sa od atómu, musí existovať sila, ktorá protóny spája. Sila, ktorá viaže protóny, aby zostali pohromade v atómovom jadre, sa nazýva jadrová sila.
Hmotnosť protónu je takmer rovnaká ako hmotnosť neutrónu. Približne 99.9 % atómovej hmotnosti je sústredených v atómovom jadre, zatiaľ čo elektróny majú malé hmotnosti. Hmotnosť elektrónu (me) = 9.1093897 x 10-31 kg, hmotnosť neutrónov (mn) = 1.6749286 x 10-27 kg, hmotnosť protónu (mp) = 1.6726231 x 10-27 kg
Množstvo elektriny
Elektróny sú negatívne, protóny sú kladné a neutróny sú neutrálne. Protóny alebo neutróny sa skladajú z kvarkov, ktoré majú ± 1/3 a ± 2/3-násobok náboja elektrónov. Kvarky sú najmenšie častice, ktoré tvoria atómy, ale doteraz sa nezistilo, že by kvarky existovali samostatne ako jednotlivé častice.
Základnou jednotkou náboja je množstvo elektrónového alebo protónového náboja. elektrický náboj Náboj objektu je násobkom náboja elektrónu alebo náboja protónu. Toto sa nazýva kvantovaný náboj. Napríklad, ak je najmenší zlomok meny, ktorú používame, 1, potom suma peňazí, ktorú osoba uviedla v násobkoch najmenšej meny, je 1. Napríklad suma mojich peňazí je 2 a 3.
Veľkosť náboja elektrónu je –e a veľkosť náboja protónu je +e. Veľkosť náboja objektu je násobkom e alebo 1.60 x 10-19 Coulombov a možno ho vyjadriť ako Q = ± Ne. Q = počet nábojov, ± predstavuje typ náboja, N = celé číslo, e = 1.60 x 10-19 Coulomb.
Elektrický náboj v objektoch
Ak má atóm rovnaký počet elektrónov ako protón, potom je celkový elektrický náboj v atóme nula a tento atóm je neutrálny alebo nie je elektricky nabitý. Počet protónov alebo elektrónov v neutrálnom atóme sa nazýva atómové číslo (Z). Ak je elektrónov viac ako protón, potom je atóm záporne nabitý. Naopak, ak je elektrónov menej ako protónov, sú kladne nabité. Záporne nabité atómy sa nazývajú záporné ióny, zatiaľ čo kladne nabité atómy sa nazývajú kladné ióny. Proces prijímania alebo uvoľňovania elektrónov z atómu sa nazýva ionizácia. Keď hovoríme, že atóm je nabitý, myslíme tým celkový náboj. Napríklad atóm má 10 elektrónov a 7 protónov. Tento atóm je záporne nabitý, pretože má nadbytok 3 elektrónov. Čistý náboj tohto atómu je teda 3 a tento typ atómového náboja je záporný. Obrázky 3, 7, 10 sú len príklady na uľahčenie pochopenia. V skutočnosti je množstvo elektrického náboja objektu násobkom náboja elektrónu alebo náboja protónu.
Ak má objekt rovnaký počet elektrónov ako protónov, potom je objekt neutrálny alebo nie je elektricky nabitý. Ak má objekt viac elektrónov ako protón, je záporne nabitý, zatiaľ čo ak má objekt menej elektrónov ako protón, je kladne nabitý. Objekty, ktoré boli pôvodne neutrálne, sa dajú záporne nabiť pridaním elektrónov k objektu. V opačnom prípade sa objekty dajú kladne nabiť redukciou elektrónov v objekte.
