1803 年から 1808 年にかけて、ジョン・ダルトンは原子論を提唱しました。この理論によれば、原子は分割できない最小の粒子であり、それ以上分割することはできません。化学的活性を除いて、原子に関連するすべてのことをほとんど説明しました。原子質量についても何も結論づけることができませんでした.
最後に、科学者 J.J. Thomson と Ernest Rutherford は、受け入れられている原子像を提案しました。彼らの実験の後、原子は最小の分割不可能な粒子ではないという結論に達しました。原子は、電子、陽子、中性子などの亜原子粒子に分けることができます。
電子
電子の研究は、陰極線放電管の研究から始まります。陰極線放電管は、両端に電極と呼ばれる 2 枚の金属板が付いた薄いガラス管です。高電圧と低圧では、電流はカソードからアノードに粒子を通って流れます。
この実験から観察された結果は、
- 光線の移動は陰極から陽極へ
- これらは目に見えない光線ですが、陰極線が当たるとガラス管が光るため、その存在は蛍光または燐光現象によって観察されます。
- 外部フィールドがゼロの場合、この光線はまっすぐ進みます。
- 外部フィールドが存在する場合、陰極線は負に帯電した粒子と同様の動作を示します。したがって、陰極線のこれらの粒子は電子と呼ばれます。
さらに、このブラウン管実験で、J.J. Thomson は、e/m 比を評価しました。ここで、e は電荷を表し、m は外部場の存在下での電子の質量を表します。
陰極線の偏向を綿密に研究した結果、導き出された e/m 比は 1.75*1011 C kg-1 でした。
電子の一般的な特徴
- J.J.トムソンは、陰極線実験と e/m 比のさらなる評価を通じて電子を発見しました。
- 電子は負の電荷を持っています。
- 電子は -1.60 *10 -19 クーロンの電荷を持っています。
- 水素に対する電子の質量は、0.000549 原子質量単位です。
- 電子の最大質量は 9.1 * 10 -28 g です。
- ボーアの理論によると、電子は原子の中で円軌道を描いて原子核の周りを回っています。
プロトン
修正された陰極線管は、正に帯電した粒子、つまり運河線の発見をもたらしました。 e/m 比は、ブラウン管内に存在するガスに依存します。カナル光線は、陰極線とは逆の挙動を示します。
陽子の一般的な特徴
- アーネスト・ラザフォードは、水素原子核を陽子という言葉で表現しました。
- 中性子を持つ陽子は、原子の中で原子核を形成します。
- 陽子は正電荷を帯びています。
- 陽子は +1.60 * 10 -19 クーロンの電荷を持っています。
- 陽子の質量は 1.672 * 10 -24 g で、電子の質量よりも小さい
- 陽子は核反応から得られます。そのため、陽子は原子の基礎と見なされます。
中性子
チャドウィックは、原子の構造が発達してから 20 年後に中性子を発見しました。
- 中性子は中性の無電荷の粒子です。
- 中性子は、陽子とともに核の主成分を形成します。
- 中性子の質量は最小で 1.65*10 -24 g です。
- 中性子の質量は、電荷がゼロの陽子の質量とほぼ同じです。
ボーアの理論
亜原子粒子の開発後、それらの配置の問題は議論の的になりました。ボーアの理論は最終的にこれを解決しました。
理論によると、原子核は原子の中心にあります。それは中性子と陽子で構成されています。電子は円軌道で原子核の周りを回っています。各軌道は最大 8 個の電子を持つことができます。
各軌道は一定量のエネルギーに関連しています。軌道は、k、l、m、n などで表されます。
量子数
電子の働きを表す変数は 3 つあります。これらの変数は、n、l、m、または量子数です。
量子数は、電子が最大確率で存在する形状、サイズ、方向を予測するのに役立ちます。また、すべての軌道のエネルギー レベルを特定するのにも役立ちます。
スピン量子数は、軸に対する電子のスピンを表します。
電子の振る舞いを表す量子数は 4 つあります。
n- 主量子数
l- 方位量子数
m- 磁気量子数
s- スピン量子数
結論
ダルトンの原子論によれば、原子はそれ以上分割できない最小の粒子です。しかし、科学者の長い努力の結果、原子は素粒子、つまり電子、陽子、中性子に分割できるという結論に達しました。
陽子は正の電荷を持ち、電子は負の電荷を持っています。陽子と中性子が一緒になって原子核を形成します。
量子数は、電子が最大確率で存在する形状、サイズ、方向を予測するのに役立ちます。また、すべての軌道のエネルギー レベルを特定するのにも役立ちます。