Elektroi

Wikipedia, Entziklopedia askea
Jump to navigation Jump to search
Elektroia
HAtomOrbitals.png
Hidrogeno atomoaren lehenengo orbitalak, non kolore bidez dentsitate probabilitatea agertzen den.
Sailkapena
Ezaugarriak
Masa:
  • 9.11 × 10−31 kg
  • 1/1836 mau
Karga elektrikoa: −1.6 × 10−19C
Spin ±1/2
Karga

-1 e

−1.602 176 565(35)×10−19 C
Elkarrekintza: Grabitatea, Elektromagnetismoa, Elkarrekintza ahula

Elektroia (e− ikurraren bidez adierazten da) karga negatibodun partikula subatomikoa da.

Atomo batean, elektroiek protoiez (karga positiboduna) eta neutroiez (kargarik gabekoa) osatutako nukleoa inguratzen dute.

Elektroiek oso masa txikia dute protoiarekin alderatuta, eta bere mugimenduak korronte elektrikoa sortzen du. Atomo baten kanpo-geruzetako elektroiek atomoen arteko erakarpena definitzen dutenez, partikula hauek funtsezkoak dira kimikan. Positroia da dagokion antipartikula.

Esan bezala, prozesu elektrikoak elektroien mugimenduaren ondorioz sortzen dira; erreakzio kimikoak, aldiz, atomoen arteko elektroi trukaketen ondorioz gertatzen dira (atomo baten kanpo-geruzetan dauden elektroiak trukatu edo konpartitzerakoan gauzatzen dira erreakzio kimikoak).

Eremu elektriko batean, elektroiak eremuaren aurkako norabidean mugitzen dira, hots, potentzial positiboaren norabidean. Eremu magnetiko batean, eremuaren lerroekiko zut mugitzen dira.

Masa oso txikia dutenez, elektroien ezaugarriak mekanika kuantikoaren eremuan sartzen dira, partikula eta uhinaren ezaugarriak, aldi berean edukiz.

Historia[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Aurkikuntza[1][aldatu | aldatu iturburu kodea]

Johann Wilhelm Hittorf fisikari alemanak gas arraroen eroankortasun elektrikoaren ikaskuntzei hasiera eman zien. 1869.urtean, katodoak igorritako distira bat aurkitu zuen, gasa presioz jaistean, katodoa handitzen zelarik. 1876.urtean ere Eugen Goldstein fisikari alemanak, izpi horien distirak itzalak sortzen zituela erakutsi zuen eta izpi katodikoak deitu zien. 1870. Dekadan William Crookes fisikari eta kimikari ingelesak, lehen izpi kationikoen tutua garatu zuen hutsunea eginez. Bertan ikusi zuen, tutuaren barruan agertzen ziren izpi distiratsuak energia zutela eta katodotik anodora joaten zirela. Gainera, Crookes-ek kanpo magnetikoa aplikatuz izpiak desbideratzea lortu zuen eta honekin baieztatu zuen negatiboki kargatuta zeudela.

Arthur Schuster fisikari britainiarrak Crookes-ek hasitako esperimentuekin jarraitu zuen. Izpi kationikoei paralelo ziren metalezko xaflak jarri zituen eta potentzial elektrikoa aplikatu zien. Bertan ikusi zuen, eremuak izpiak positibikoki kargatutako plakara bidaltzen zituela eta honek are gehiago baieztatzen zuen izpiek karga negatiboa zeramatzatela.

Ondoren, 1896.urtean Joseph John Thomson, John Sealy Townsend eta Harold Albert Wilson-ek Aurrera eraman zuten esperimentu bat non adierazten zuten izpi kationikoak partikulak zirela eta ez uhinak, ez atomo edo molekulak, hasiera batean pentsatzen zen bezala. Honen ondorioz, George Francis FitzGerald fisikari irlandarrak elektroi hitza ezarri zien partikula hauei.

1896.urtean Henri Becquerel fisikari Frantzesak, naturalak ziren mineral distiratsuak aztertzen zituen bitartean, topatu zuen hauek erradiazioa igortzen zutela kanpo energiarik aplikatu gabe. Material erradioaktibo hauek jakinmina piztu zuten beste zientzialarien artean eta orduan Ernest Rutherford-ek partikulak igortzen zituztela aurkitu zuen. Partikula hauei alfa eta beta izena jarri zien, barneratzen zuten materia mailaren arabera. 1900. Urtean Becquerel-ek beta izpiak kanpo elektriko baten bidez desbideratuak izan litezkela frogatu zuen eta beraien masa-karga proportzioa izpi kationikoen berdina zela.

Azkenik, elektroiaren karga kontu handiagoz neurtu zuten Robert Milikan eta Harvey Fletcher-ek.

Ezaugarriak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Elektroiak protoiak eta neutroiak baino txikiagoak dira. Elektroiaren masa, gutxi gorabehera 9,1 × 10-31 kg -koa da, protoiaren eta neutroiarena baino 1800 aldiz txikiagoa. Karga elektrikoa −1,6 × 10−19 coulomb-ekoa da. Honen karga elektrikoa protoiaren berdina da kontrako zeinuarekin. Hau -1 eko kargarekin adierazten da eta, beraz, protoia +1 ekin.

Gaur egun pentsatzen da partikula elementala dela elektroia, beraz, ez du inongo azpiegiturarik.

Mekanika Kuantikoa[2][aldatu | aldatu iturburu kodea]

Louis de Broglie-ren teoriari jarraituz, edozein materiak, elektroiak bart, uhin/partikula dualtasun ezaugarriak dauzka; alegia, hurrengo hipotesia aurkeztu zuen: "Partikula guztiek uhin/partikula portaera bikoitza dute; " non uhin luzera, Planck-en konstantea eta partikularen momentu lineala diren.

Broglie-ren hipotesiak garrantzia handia izan zuen eta 1926an Schrödinger-en ekuazioa argitaratu zen (Erwin Schrödinger), non elektroien uhinak nola hedatzen diren deskribatzen dituen. Ekuazio honen bitartez lor daiteke espazioko posizio batetik gertu elektroia aurkitzeko probabilitatea. Ekuazio honek Hidrogeno atomoaren elektroiaren energi forma desberdinak era oso zehatzean deskribatzen ditu.

Eroankortasuna[3][aldatu | aldatu iturburu kodea]

Gorputz batek nukleoko karga positiboa orekatzeko nahikoa elektroi baditu, orduan gorputz honek karga elektriko netoa du. Elektroi gehiegi baditu, aldiz, gorputza negatiboki kargatua dagoela esaten da eta elektroi eskasia badu gorputza positiboki kargatuta dagoela esaten da. Protoi eta elektroi kopurua berdinak badira, kargak anulatu egiten dira eta gorputza elektrikoki neutroa dela esaten da.

Hutsunean independenteki mugitzen diren elektroiak, elektroi askeak deitzen zaie. Metaletan dauden elektroiak, elektroi askeak bezala jokatzen dute. Elektroi askeak, bai hutsunean, bai metaletan mugitzen direnean karga netoko fluxu bat sortzen dute korronte elektrikoa deritzona, kanpo magnetikoa eragiten duena.

Tenperatura zehatz batean, material bakoitzak eroankortasun elektriko ezberdina aurkezten du, korronte elektrikoaren balioa zehazten duena eta hau potentzial elektrikoa aplikatzean erabiltzen dena. Kobrea eta urrea eroale onak direla esan daiteke, beira eta tefloia aldiz, eroale txarrak dira. Dielektrikoa den edozein materialetan elektroiak beraien atomoari lotuta agertzen dira eta honen ondorioz materiala isolatzailea izango da.

Bestalde, metalek banda elektronikoak dituzte, partzialki beteta daudenak. Banda elektroniko hauen presentziak elektroiei ahalbidetzen die elektroi aske modura jokatzea. Elektroi hauek ez dira atomoekin lotzen, beraz, kanpo elektriko bat aplikatzen denean gas baten modura mugitu daitezke, elektroi askeak izango balira bezala.

Eroalea den material batean elektroien abiadura, elektroiaren eta atomoaren arteko talkaren ondorio da, milimetro segundoko(m/s) unitatearen bidez adierazten dena.

Metalak beroaren eroale onak dira, parekatuta ez dauden elektroiak aske aurkitzen direlako, energia termikoa garraiatzeko atomoen artean. Eroankortasun termikoak, aldiz, ez du zerikusirik energia termikoarekin, lehenengo hau tenperaturarekiko independentea delako. Hau Wiedemann-Franz legearen bidez azaldu daiteke matematikoki.

Materialak puntu kritikoaren azpitik hozten direnean, fase-aldaketa jasan dezakete eta korronte elektrikoarekiko erresistibitatea galtzen dute, prozesu honi supereroankortasuna deritzo.

Elektroiak zero absolutu tenperatura inguruan solido eroaleen barruan sartzen direnean bi partikulatan banatzen dira: espinoiak eta holoiak. Lehenengoa spin-az eta momentu magnetikoaz arduratzen da eta bigarrenak karga elektrikoa darama.

Interakzioa[4][aldatu | aldatu iturburu kodea]

Elektroi batek gune elektrikoa sortzen du bere gorputz presentzian. Gune horretan, karga positiboko partikulak errakarri eta negatibokoak aldendu egiten ditu. Indar hauek Coulomb-en legeaz deskribatzen dira. Elektroia mugimenduan dagoenean, gune magnetiko bat ere sortzen du.

Elektroi bat gune magnetiko baten zehar mugitzen denean, Lorentz-en indarrak deskribatzen du. Elektrodinamika kuantikoan, partikulen arteko interakzio elektromagnetikoak fotoiek bideratzen dituzte. Azeleraziorik gabeko aislatutako elektroi batek ezin du fotoi erreal bat absorbitu edo emititu.

Ikus, gainera[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Gaztelaniazko bertsioa: Electrón

Wikimedia Commonsen badira fitxategi gehiago, gai hau dutenak: Elektroi Aldatu lotura Wikidatan

Erreferentziak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  1. (Gaztelaniaz)  Electrón, 2018-11-01, https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Electr%C3%B3n&oldid=111687754. Noiz kontsultatua: 2018-11-01  .
  2.   «Quantum mechanics history», www-groups.dcs.st-and.ac.uk, http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/HistTopics/The_Quantum_age_begins.html. Noiz kontsultatua: 2018-11-01  .
  3. (Gaztelaniaz)  Electrón, 2018-11-01, https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Electr%C3%B3n&oldid=111687754. Noiz kontsultatua: 2018-11-01  .
  4. (Ingelesez)  Munowitz, Michael (2005-11-01), Knowing: The Nature of Physical Law, Oxford University Press, ISBN 9780199830817, https://books.google.es/books?id=IjVtDc85CYwC&pg=PA162&redir_esc=y&hl=es#v=onepage&q&f=false. Noiz kontsultatua: 2018-11-04  .