Давно известно, что атом состоит из протонов, нейтронов и электронов. Центральная масса атома состоит из протонов и нейтронов, а электроны вращаются на орбиталях. Количество и расположение протонов, нейтронов и электронов в атоме определяют физические, химические и электрические свойства элемента. Числа и расположение протонов, нейтронов и электронов в атоме все вместе называют структурой атома элемента. Структура альтернативно называется атомной структурой.
Атомная структура углерода и меди не одинакова, следовательно, их свойства различаются. Давайте рассмотрим структуру атома меди. Он имеет 29 электронов. Первая орбита состоит из 2 электронов, вторая-из 8, а третья-из 18 единиц. Четвертая или крайняя орбита состоит из 29 - 28 или 1 электрона. Электрон является наиболее важным элементом для детального изучения, потому что электроника основана на различном поведении электронов.
Электрон отрицательно заряжен очень маленькой и почти безмассовой частицей. Электрический заряд электрона составляет 1,602 × 10 - 19 кулонов. Масса электрона составляет 9 × 10 - 31 кг. Соотношение заряда к массе электрона составляет 1,602 × 10 - 19/9 × 10 - 31 или 1,71 × 10 11 кол / кг. Это соотношение доказывает, что заряд электрона значительно выше по сравнению с его массой. Это делает электрон чрезвычайно подвижным, и на него сильно влияют электрическое поле и магнитное поле.
Есть два типа энергии, связанные с электроном, движущимся вокруг ядра атома. Одним из них является кинетическая энергия из-за движения электрона. Другой является потенциальная энергия из-за заряда электрона, а также заряда ядра. Полная энергия, связанная с электроном, является суммой этих двух энергий. Энергия электрона больше на внешней орбите, чем у электрона на внутренней орбите. Итак, ясно, что электроны, движущиеся по самой внешней орбите, обладают самым высоким уровнем энергии. Вот почему электроны на последней или самой внешней орбите играют жизненно важную роль в определении физических, химических и, очевидно, электрических свойств элемента.
Валентные электроны
Электроны на последней орбите, которые также определяют в основном электрические свойства элементов, известны как валентные электроны. В этой части статьи мы сконцентрируемся на электрических свойствах элемента и попытаемся наблюдать, как электрическое свойство определяется числом валентных электронов в самой внешней оболочке.
По электрической проводимости элементы делятся на 3 группы:
- Проводники;
- Полупроводники;
- Изоляторы;
Проводники
Все металлические вещества являются хорошим проводником электричества. Если мы обратим внимание на электронную конфигурацию любого металлического элемента, мы обнаружим, что он имеет менее 4 электронов в своей внешней оболочке, что означает, что он имеет менее четырех валентных электронов. Наиболее часто используемым электропроводящим материалом является алюминий, и он имеет 3 валентных электрона, а другой металлический проводник - магний с 2 валентными электронами. Самый популярный известный электрический проводник - медь, и у атома меди есть только 1 валентный электрон.
Полупроводники
Когда число валентных электронов в элементе равно 4, свойства таких элементов и материалов находятся между металлическими и неметаллическими. Элементы или материалы не могут проводить электрический ток так же эффективно, как проводник, и в то же время они не могут блокировать протекание тока через них. Эти элементы или материалы называются полупроводниками. Углерод, кремний и германий являются полупроводниковыми элементами, и они имеют ровно четыре валентных электрона в своих атомах.
Изоляторы
Когда число валентных электронов в атоме больше четырех, элемент ведет себя как неметаллический. Неметалл - плохой проводник электричества. Эти элементы и материалы, изготовленные из этих элементов, называются изоляционными или изоляционными материалами. Три известных примера изолятора - это азот, сера и неон.
Источник: arttelekom.ru
