¿Cuáles son las especialidades en electrónica?

Los electrones pertenecen a la subcategoría ligera de partículas subatómicas. Los leptones son considerados una de las partículas fundamentales de la materia, es decir, no pueden descomponerse en partículas más pequeñas. Su espín es 1/2, es decir, es otro fermión (según las estadísticas de Fermi-Dirac). La carga del electrón es -19 culombios e=1,6 × 10 y su masa es 9,10 × 10-31 kg (0,51 MeV/C2). Generalmente expresado como e-. La antipartícula del electrón es el positrón, que tiene la misma masa, espín y carga positiva que el electrón. Los átomos son los componentes básicos de la materia y están formados por electrones, neutrones y protones. Los neutrones no tienen carga, los protones tienen carga positiva y los átomos no tienen características. En comparación con el núcleo atómico compuesto de neutrones y protones, la masa de los electrones es extremadamente pequeña. La masa de un protón es aproximadamente 1840 veces la de un electrón. Cuando un electrón sale del núcleo y se mueve libremente entre otros átomos, el fenómeno de flujo neto se llama corriente eléctrica. Varios átomos tienen diferentes capacidades para unir electrones, por lo que pierden electrones y se convierten en iones positivos, y ganan electrones y se convierten en iones negativos. La electricidad estática se refiere a la situación en la que un objeto transporta más o menos electrones que el núcleo, lo que resulta en un desequilibrio entre cargas positivas y negativas. Cuando hay un exceso de electrones, se dice que el objeto está cargado negativamente; cuando hay escasez de electrones, se dice que el objeto está cargado positivamente. Cuando las cargas positivas y negativas están equilibradas, se dice que un objeto es eléctricamente neutro. La electricidad estática tiene muchas aplicaciones en nuestra vida diaria, siendo un ejemplo las impresoras de inyección de tinta. Los electrones fueron descubiertos en 1897 por Joseph Thomson (comúnmente conocido como Thomson) en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge mientras estudiaba los rayos catódicos. Una hipótesis básica sobre nubes densas con diferentes distribuciones de probabilidad cerca de núcleos atómicos. Actualmente, sólo se puede considerar el ámbito de acción fuera del núcleo (todas las partículas hipotéticas ahora sólo pueden explorar fuera del núcleo). Pertenece a una familia de partículas de materia de baja masa llamadas leptones y está configurada para tener una carga unitaria negativa.

Propiedades básicas

El bloque de electrones es pequeño y ligero (205 veces más ligero que el muón), y está clasificado como una clase de leptones de partículas subatómicas. Los leptones son partículas fundamentales en las que se divide la materia. El espín del electrón es 1/2, lo que satisface la condición del fermión (según las estadísticas de Fermi-Dirac). El electrón tiene una carga de aproximadamente -1,6 × 10-19 culombios y una masa de 9,10 × 10-31 kg (0,51 MeV/C2). Generalmente expresado como e-. Las partículas con propiedades eléctricas opuestas a las de los electrones se denominan positrones, y tienen la misma masa, espín y carga positiva que los electrones. Los electrones se mueven alrededor del núcleo de un átomo. Cuanto mayor es la energía, más se alejan del núcleo. El espacio en el que se mueven los electrones se llama capa de electrones. La primera capa puede tener hasta dos electrones. La segunda capa puede tener hasta ocho electrones. La enésima capa puede contener hasta 2n ^ 2 electrones y la capa más externa puede contener hasta ocho electrones. El número de electrones en la última capa determina si una sustancia es químicamente activa o no. 1,2 electrones son elementos metálicos, 3,4,2 electrones son elementos metálicos. La propiedad de una sustancia de perder electrones se llama propiedad reductora y la sustancia es un agente reductor. Las propiedades oxidantes o reductoras de una sustancia están determinadas por la facilidad de ganar y perder electrones, independientemente del número de electrones ganados y perdidos.

Edita este electrón en movimiento.

Ahora sabemos que la carga última son los pequeños electrones que forman los átomos. En un átomo en movimiento, cada electrón que se mueve alrededor del núcleo lleva una unidad de carga negativa, mientras que el protón en el núcleo lleva una unidad de carga positiva. En circunstancias normales, el número de electrones y protones en una sustancia es igual, las cargas están equilibradas y la sustancia es de tamaño mediano. Después de la fricción, la sustancia pierde electrones, dejando más cargas positivas (más protones que electrones). O agrega electrones y obtienes más carga negativa (más electrones que protones). Este proceso se llama triboelectricidad. Los electrones libres (electrones que han escapado de los átomos) pueden moverse fácilmente entre los átomos en un conductor, pero no pueden moverse en un aislante. De esta manera, la carga transferida al conductor durante el proceso de fricción del objeto se neutralizará rápidamente, porque el exceso de electrones se alejará de la superficie del objeto, o el exceso de electrones será absorbido en la superficie del objeto para reemplazar los electrones perdidos. Por lo tanto, no importa cuán severa sea la fricción, el metal no puede generar electricidad triboeléctricamente. Sin embargo, los aislantes como el caucho o el plástico dejan una carga en su superficie cuando se frotan.

La diferencia entre el movimiento de los electrones y el movimiento de los objetos macroscópicos;

(1) La masa es muy pequeña (9,109 × 10-31 kg); (2) Los electrones tienen carga negativa (3); ) El rango del espacio de actividad Pequeño (alrededor de 10-10 m de diámetro; (4) Velocidad de movimiento rápida (10-6 m); Las características del movimiento de los electrones son muy diferentes de las de los objetos macroscópicos: no tienen una órbita definida. Por lo tanto, los científicos estudian principalmente el movimiento de los electrones mediante la construcción de modelos.

La ley de configuración electrónica fuera del núcleo;

1. Los electrones están dispuestos en diferentes capas fuera del núcleo de cerca a lejos, de baja energía a alta energía 2. Cada uno; la capa contiene El número máximo de electrones es el doble del cuadrado de n (n representa el número de capas de electrones 3. La capa más externa no excede los 8 electrones (la primera capa no excede los 2 electrones) y la segunda capa externa sí; No supera los 18 electrones. El penúltimo nivel no contiene más de 32 electrones. 4. Generalmente, los electrones siempre están dispuestos en la capa de electrones con la energía más baja, es decir, primero se organizan en la primera capa, luego se organizan en la segunda capa después de que la primera capa está llena y luego se organizan en la tercera capa después de que la segunda capa esté llena. La nube de electrones es una descripción vívida de la distribución de densidad de probabilidad de electrones en el espacio exterior del núcleo atómico. Los electrones aparecen en un área determinada en el espacio exterior del núcleo atómico, como si una nube cargada negativamente rodeara el núcleo atómico. La gente la llama vívidamente "nube de electrones". Se trata de la famosa ecuación diferencial parcial de Schrödinger de segundo orden, propuesta por el estudioso austriaco Schrödinger en 1926 sobre la base de la relación German-Busch. La solución a esta ecuación, si se representa mediante un gráfico de coordenadas tridimensional, es una nube de electrones.

Editar este párrafo Observación Electrónica

La observación de diversos fenómenos de los electrones a distancia se basa principalmente en detectar la energía de radiación de los electrones. Por ejemplo, en entornos de alta energía, como las coronas estelares, los electrones libres forman plasma e irradian energía frenando la radiación. Oscilaciones de plasma del gas de electrones. Es una fluctuación causada por rápidas fluctuaciones en la densidad de electrones. Esta fluctuación hace que se emita energía. Los astrónomos pueden utilizar radiotelescopios para detectar esta energía. Según la relación de Planck, la frecuencia de un fotón es directamente proporcional a su energía. A medida que los electrones ligados saltan entre dominios orbitales de átomos de diferentes niveles de energía, los electrones ligados absorben o emiten fotones de frecuencias específicas. Por ejemplo, cuando un átomo se ilumina con una fuente de luz de banda ancha, es obvio que aparece un espectro de absorción especial en el espectro de la radiación transmitida. Cada elemento o molécula muestra un conjunto específico de espectros de absorción, como el espectro del hidrógeno. La espectroscopia mide específicamente la intensidad y el ancho de estas líneas espectrales. Analizando cuidadosamente estos datos, podemos conocer los elementos constituyentes y las propiedades físicas de la materia. La interacción de electrones con otras partículas en condiciones controladas en el laboratorio se puede medir utilizando detectores de partículas. Eche un vistazo más de cerca. Las propiedades de los electrones, como la masa, el espín y la carga, se pueden medir y probar. Trampa de iones cuadrupolo y trampa de Penning. Las partículas cargadas pueden permanecer confinadas en un área pequeña durante largos períodos de tiempo. De esta forma, los científicos pueden medir con precisión las propiedades de las partículas cargadas. Por ejemplo, en un experimento, se confinó un electrón en una trampa de Penning durante 10 meses. En la década de 1980, los valores experimentales del momento magnético del electrón ya tenían una precisión de 11 dígitos. En ese momento, era la más precisa de todas las constantes físicas medidas. En febrero de 2008, un equipo de físicos de la Universidad de Lund tomó la primera imagen en vídeo de la distribución de energía de los electrones. Los científicos utilizan destellos de luz muy cortos, llamados attosegundos. pulso, el primero en capturar el movimiento real de los electrones. En la materia sólida, la distribución de electrones se puede visualizar mediante espectroscopia de fotoelectrones con resolución angular. Esta tecnología aplica la teoría del efecto fotoeléctrico, irradia radiación de alta energía sobre la muestra y luego mide datos como la distribución de la energía cinética y la distribución de la dirección de los electrones emitidos por la emisión fotoeléctrica. Analizando cuidadosamente estos datos, podemos inferir la estructura electrónica de la materia sólida.

Edite esta historia del electrón

El electrón fue descubierto por Joseph Thomson del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge en 1897 mientras estudiaba los rayos catódicos.

Los últimos experimentos demuestran que los electrones se pueden dividir.

Agencia de noticias Xinhua, Londres, 2 de agosto de 2009 (Reportero Huang Kun) Investigadores británicos confirmaron recientemente la hipótesis teórica de que los electrones se pueden dividir en espines y agujeros mediante experimentos, lo que ayudará a desarrollar la próxima generación de Computadoras cuánticas. La Universidad de Cambridge emitió recientemente un comunicado de prensa en el que afirmaba que investigadores de la Universidad de Cambridge y sus colegas de Birmingham completaron el estudio. Según la Gaceta, los electrones generalmente se consideran indivisibles. Pero en 1981, los físicos propusieron que, bajo ciertas condiciones especiales, los electrones podrían dividirse en espines magnéticos y agujeros cargados. Investigadores de la Universidad de Cambridge colocaron "cables cuánticos" extremadamente delgados en una placa de metal a unos 30 átomos de distancia y los colocaron en un ambiente de temperatura ultrabaja de aproximadamente -273 grados Celsius. Luego se cambió el campo magnético externo y se descubrió que los electrones de la placa de metal se dividían en espines y agujeros cuando saltaban sobre el cable mediante el efecto de túnel cuántico. Los investigadores dijeron que el estudio popular de las propiedades electrónicas alguna vez desencadenó una revolución de los semiconductores, lo que permitió que la industria informática se desarrollara rápidamente. Ahora existe la oportunidad de estudiar realmente las propiedades de los espines y los agujeros, lo que podría conducir al desarrollo de la próxima generación de computadoras cuánticas, marcando el comienzo de una nueva ronda de revolución informática.

Los electrones no son partículas elementales.

Cuando el físico estadounidense Robert Millikan midió por primera vez experimentalmente la carga del electrón hace más de 100 años, generalmente se consideraba la unidad básica de carga. Sin embargo, según la teoría clásica, los electrones se tratan como capas de electrones.

Las partículas "completas" o "elementales" pueden causar una confusión extrema sobre el comportamiento de los electrones en determinadas situaciones físicas, como el efecto Hall cuántico no integral cuando los electrones se colocan en fuertes campos magnéticos. Para resolver este problema, en 1980, el físico estadounidense Robert Laughlin propuso una nueva teoría para resolver este problema. Esta teoría también explicaba de manera muy concisa las complejas interacciones entre electrones. Sin embargo, aceptar esta teoría tuvo un costo para la comunidad física: un extraño corolario de la teoría sugería que la corriente eléctrica en realidad está compuesta por 1/3 de cargas electrónicas. En un nuevo experimento, los científicos del Instituto Weizmann han ideado una forma ingeniosa de comprobar si existen cargas electrónicas no enteras. Este experimento podrá detectar el llamado "ruido de fondo del impacto", que es una prueba directa de la presencia de cargas fraccionarias. Los científicos sumergieron un semiconductor con corriente que fluye en un campo magnético de alta intensidad y detectaron el efecto Hall cuántico no integral. Utilizaron una serie de sofisticados instrumentos para eliminar las interferencias del ruido externo, amplificarlas y analizarlas. Los resultados confirmaron que el llamado "ruido de fondo del impacto" proviene de electrones, lo que confirma que la corriente está compuesta de 1/3 de cargas electrónicas. A partir de esto, concluyeron que los electrones no son partículas fundamentales en la naturaleza, sino partículas subatómicas más "básicas" y "simples" que no pueden dividirse más.

Editar la capa de electrones de este párrafo

La capa de electrones, también conocida como capa de electrones, es un grupo de orbitales atómicos con el mismo número cuántico principal n en física atómica. La capa de electrones está formada por la secuencia de electrones de un átomo. Esto puede demostrar que el número máximo de electrones que puede acomodar la capa de electrones es 2n. Los estudios de Henry Moser y Bachla sobre la absorción de rayos X condujeron al primer descubrimiento experimental de la capa de electrones. Bachla las llamó K, L, M (dispuestas en inglés madre e hija) y otras capas de electrones (originalmente las capas de electrones K y L se denominaron B y A. La razón por la que se cambiaron a K y L fue para dar a la Electrónica aún no descubierta espacio reservado de capa). Estas letras fueron luego reemplazadas por n valores como 1, 2, 3, etc. Se utilizan en la notación Sigban de espectrómetros. La capa de electrones recibe su nombre del modelo del oído de Apolo, que sostiene que los electrones orbitan alrededor del núcleo en grupos a ciertas distancias, de modo que sus trayectorias forman la capa.

Edite esta ganancia y pérdida electrónica

Cuando el número de electrones en la capa más externa es 8 y el número de electrones en la capa más interna es 2, los átomos forman una estructura relativamente estable , a excepción del helio, su número de electrones es 2, pero también es una estructura relativamente estable y no es propenso a reacciones químicas. Los gases raros generalmente tienen estructuras relativamente estables, por lo que no es fácil que ocurran reacciones químicas, mientras que los gases no nobles pueden convertirse en estructuras relativamente estables mediante cambios químicos. El número de electrones en la capa más externa de los elementos metálicos es generalmente menor que 4 y los electrones se pierden fácilmente, mientras que el número de electrones en la capa más externa de los elementos no metálicos es generalmente mayor que 4. Nota: Los electrones no pueden ser arrojados a la naturaleza al azar. Por ejemplo, el cloruro de sodio es sal de mesa. El número de electrones en la capa más externa del cloro es 7 y es fácil ganar 1 electrón, mientras que el número de electrones en la capa más externa del sodio es 1 y es fácil perder un electrón. Cuando el cloro y el sodio reaccionan químicamente, el sodio cede su electrón más externo al cloro. En este momento, la carga electrónica del sodio y el cloro no es igual a la carga electrónica del núcleo. El sodio tiene carga positiva porque ha perdido un electrón, mientras que el cloro tiene un electrón. Según la física, cuando lo positivo y lo negativo se atraen, el cloro y el sodio se atraen juntos, formando cloruro de sodio. Así es como se combinan la mayoría de los compuestos. La ganancia y pérdida general de electrones en varios elementos se puede expresar en términos de valencia química. Por ejemplo, el sodio generalmente pierde un electrón con una valencia positiva de +1, entonces la valencia del sodio es +1. Esta es la raíz y la valencia raíz de algunos elementos comunes:

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