Članek o električnem naboju v atomih
Prosim, opazujte enega od predmetov okoli sebe. Če uničite predmet, na primer kamen, se bo kamen razdelil na manjše koščke. Če se del kamna ponovno uniči, se bodo koščki kamna spremenili v manjše koščke. Kaj pa, če se kamen ponovno uniči? Seveda je kamen manjši. Ali se lahko kamni uničijo na manjše do neskončne koščke? Resničnost kaže, da če predmet razdelimo na manjše, pridemo do točke, ko najmanjšega dela predmeta ni mogoče razdeliti na manjše. Najmanjši del predmeta, ki ga ni mogoče razdeliti, se imenuje atom. Atomi so torej najmanjši del vsakega materiala v vesolju.
Atomi so sestavljeni iz elektronov, protonov in nevtronov. Protoni in nevtroni tvorijo atomska jedra, ki so dolga približno 10–15 metrov. Elektroni so zunaj jedra in se gibljejo okoli jedra atoma, podobno kot se planeti gibljejo okoli Sonca. Če predpostavimo, da je premer atoma nekaj kilometrov, potem je atomsko jedro veliko kot biljardna krogla.
elektroni pa so med jedrom in dosegajo razdaljo približno 10 -10 metrov od jedra. Med jedrom in elektronom je prostor.
Negativno nabiti elektroni se nahajajo na robu atomov, pozitivno nabiti protoni pa v atomskem jedru. Da elektroni krožijo okoli jedra in ne uidejo iz atoma, mora pozitivno nabito atomsko jedro izvajati privlačno silo na elektron. Sila, ki privlači elektrone, da ostanejo okoli jedra in jih ni mogoče ločiti od atoma, se imenuje električna sila.
Po drugi strani pa so znotraj atomskega jedra pozitivno nabiti protoni, zato se morajo protoni zaradi enakega naboja medsebojno odbijati. Da protoni ostanejo skupaj v jedru in se ne ločijo od atoma, mora obstajati sila, ki združuje protone. Sila, ki veže protone, da ostanejo skupaj v atomskem jedru, se imenuje jedrska sila.
Masa protona je skoraj enaka masi nevtrona. Približno 99.9 % atomske mase je skoncentrirane v atomskem jedru, medtem ko imajo elektroni zelo majhne mase. Masa elektrona (me) = 9.1093897 x 10⁻³⁻¹ kg , masa nevtrona (mn) = 1.6749286 x 10⁻²⁻²⁻¹ kg , masa protona (mp) = 1.6726231 x 10⁻²⁻²⁻¹ kg.
Količina električne energije
Elektroni so negativni, protoni so pozitivni, nevtroni pa nevtralni. Protoni ali nevtroni so sestavljeni iz kvarkov, ki imajo ± 1/3 in ± 2/3-kratnik naboja elektronov. Kvarki so najmanjši delci, ki tvorijo atome, vendar doslej kvarki še niso obstajali samostojno kot posamezni delci.
Količina naboja elektrona ali naboja protona je osnovna enota naboja. Električni naboj predmeta je večkratnik naboja elektrona ali naboja protona. To se imenuje kvantiziran naboj. Če je na primer najmanjši del valute, ki jo uporabljamo, 1, potem je znesek denarja, ki ga je oseba navedla v večkratnikih najmanjše valute, 1. Na primer, znesek mojega denarja je 2 in 3.
Količina naboja elektrona je –e, velikost naboja protona pa +e. Količina naboja telesa je večkratnik e ali 1.60 x 10⁻¹⁹ Coulombovega števila in jo lahko izrazimo z Q = ± Ne. Q = število nabojev, ± predstavlja vrsto naboja, N = celo število, e = 1.60 x 10⁻¹⁹ Coulombovega števila.
Električni naboj v predmetih
Če ima atom toliko elektronov kot proton, potem je skupni električni naboj v atomu nič in ta atom je nevtralen ali električno ni nabit. Število protonov ali elektronov v nevtralnem atomu se imenuje atomsko število (Z). Če je elektronov več kot proton, je atom negativno nabit. Nasprotno, če je elektronov manj kot protonov, so pozitivno nabiti. Negativno nabiti atomi se imenujejo negativni ioni, pozitivno nabiti atomi pa pozitivni ioni. Proces sprejemanja ali sproščanja elektronov iz atoma se imenuje ionizacija. Ko rečemo, da je atom nabit, mislimo na neto naboj. Na primer, atom ima 10 elektronov in 7 protonov. Ta atom je negativno nabit, ker ima presežek 3 elektronov. Torej je neto naboj tega atoma 3 in ta vrsta atomskega naboja je negativna. Slike 3, 7, 10 so le primeri za lažje razumevanje. V resnici je količina električnega naboja predmeta večkratnik naboja elektrona ali naboja protona.
Če ima predmet toliko elektronov kot protonov, potem je predmet nevtralen ali električno ni nabit. Če ima predmet več elektronov kot proton, je predmet negativno nabit, če pa ima predmet manj elektronov kot proton, je predmet pozitivno nabit. Predmeti, ki so bili sprva nevtralni, se lahko negativno nabijejo z dodajanjem elektronov predmetu. Sicer pa se lahko predmeti pozitivno nabijejo z zmanjšanjem elektronov v predmetu.
