Нейтральність - атом
Нейтральність атома при наявності в ньому електронів приводила до висновку про існування в атомі області, несучої позитивний заряд. [1]
До даних іншого походження треба віднести нейтральність атомів і молекул, а також проведені в розділі 28.4 міркування, які можна отримати просто з дротовим нагрівачем і батареєю, проградуірованной в досвіді Милликена, а також амперметра, проградуированного електролітично. [2]
Незалежність числового значення елементарного заряду від швидкості також доводиться фактом нейтральності атомів. Через відмінності мас електронів і протонів можна зробити висновок, що електрони в атомах рухаються значно швидше протонів. [3]
Той факт, що ні при теплових процесах, ні при хімічних реакціях нейтральність атома не порушується, є переконливим доказом інваріантності електричного заряду. [4]
Коль скоро було встановлено, що атом в центрі має деякі позитивно заряджені частинки, то для збереження загальної нейтральності атома необхідно припустити, що останній має також і негативно заряджені частинки. [5]
Аналогічно змінюється і швидкість електронів, А так як швидкість ядра при цьому не змінюється, то не змінюється і його заряд. Звідси випливає, що при зміні швидкості електрона порушилася б нейтральність атома. якщо в деякому стані позитивний заряд ядра компенсує негативний заряд електронної оболонки, то в іншому стані, коли швидкість руху електронів змінюється, ця компенсація порушилася б і атом виявився б зарядженим. І хоча зміна заряду одного атома було б мало, макроскопічний об'єм газу придбав би великий заряд. [6]
Безліч спеціальних експериментів і дослідних даних свідчить про незмінність заряду. Один з найбільш переконливих аргументів: якби заряд залежав від швидкості, то атоми не могли б бути нейтральними, так як електрони рухаються щодо ядра з різними і порівнянними зі швидкістю світла швидкостями; але нейтральність атомів перевірена з високою точністю. [7]
Аналогічно змінюється і швидкість електронів. А так як швидкість ядра при цьому не змінюється, то не змінюється і його заряд. Звідси випливає, що при зміні швидкості електрона порушилася б нейтральність атома. якщо в деякому стані позитивний заряд ядра компенсує негативний заряд електронної оболонки, то в іншому стані, коли швидкість руху електронів змінюється, ця компенсація порушилася б і атом виявився б зарядженим. І хоча зміна заряду одного атома було б мало, макроскопічний об'єм тіла придбав би великий заряд. [8]
При цьому атоми є електрично нейтральними. При відсутності домішок атоми германію і кремнію утворюють кристалічну решітку, в якій кожен атом пов'язаний з чотирма сусідніми атомами за допомогою чотирьох валентних електронів, витрачаючи по одному електрону на кожну зв'язок. При введенні в кристалічну решітку атомів домішки, що має іншу кількість валентних електронів, порушується відповідність між структурою кристалічної решітки і нейтральністю атомів. [10]
На рис. 8.12 наведено відповідний графік залежності Igfe від індексу реакционноспособна. Лінійна залежність повністю підтверджується, причому набагато краще, ніж для електрофільної реакції. Це цілком природно, тому що метод МОХ в застосуванні до непарних альтернантним вуглеводнів володіє, як було показано, тим недоліком, що передбачає нейтральність неактивних атомів в такому іоні (див. Розд. Метод МОССП пророкує, що в таких іони заряди повинні чергуватися, так що результуючі заряди в неактивних і активних полож-еніях повинні мати протилежні знаки. Тому будь-які висновки щодо таких іонів, засновані на методі МОХ, помилкові. Те ж саме відноситься і до застосування методу ВМО до іонів даного типу. [12]
Незалежність числового значення елементарного заряду від швидкості також доводиться фактом нейтральності атомів. Через відмінності мас електронів і протонів можна зробити висновок, що електрони в атомах рухаються значно швидше протонів. Наприклад, електрони в атомі гелію рухаються приблизно в два рази швидше, ніж в молекулі водню, а нейтральність атома гелію і молекули водню доведені з великою точністю. Можна зробити висновок, що з тією ж точністю заряд не залежить від швидкості аж до швидкостей електронів в атомі гелію. В атомі гелію швидкість електронів дорівнює приблизно 0 02 с. У більш важких атомах, нейтральність яких доведена, електрони рухаються у внутрішніх оболонках зі швидкостями, рівними приблизно половині швидкості світла. Тим самим експериментально доведено, що елементарний заряд інваріантний аж до 0 5 с. Немає підстав припускати, що він не інваріантний при більш високих швидкостях. Тому инвариантность електричного заряду приймається в якості одного з експериментальних обгрунтувань теорії електрики. [13]
Варто було допустити, що серцевина заряджена негативно, як знову виповзали назовні неправдоподібні риси Томсен-новской моделі. Якщо в центрі заряд -, значить там зосереджені атомні електрони. Але там же, по вихідної ідеї, сконцентрована основна маса атома. І знову з'являлася примарна - майже невагома - сфера з позитивним зарядом, бо треба ж було якось забезпечити нейтральність атома в цілому. А при розпаді радіоактивних атомів звідки бралися важкі позитивно заряджені альфа-частинки. [14]
При цьому атоми є електрично нейтральними. При відсутності домішок атоми германію і кремнію утворюють кристалічну решітку, в якій кожен атом пов'язаний з чотирма сусідніми атомами за допомогою чотирьох валентних електронів, витрачаючи по одному електрону на кожну зв'язок. При введенні в кристалічну решітку атомів домішки, що має іншу кількість валентних електронів, порушується відповідність між структурою кристалічної решітки і нейтральністю атомів. Для того щоб збереглася загальна структура кристалічної решітки, атоми миш'яку повинні віддати по одному валентному електрону, хоча це призведе до порушення нейтральності атомів миш'яку в електричному відношенні. Ці надлишкові електрони створюють в напівпровіднику переважно електронну провідність. [15]
Сторінки: 1