Only Math
12th November 2009, 10:09 PM
نگاه اجمالی
الکترونی از اتم جدا شده و به آن وابستگی ندارد، الکترون آزاد خوانده می‌شود.. الکترونهای بیرونی‌ترین لایه‌های اتم فلزات بستگی کمتری نسبت به اتمهای خود دارند و با کمترین انرژی از این اتمها کنده می‌شوند و به شکل توده‌ای از ابر یا گاز ، شبکه‌های اتمی فلزات را در بر می‌گیرند. هنگامی که الکترونهای آزاد در میدان الکتریکی قرار گیرند، جریان الکتریکی بوجود می‌آید.
سیر و تحولی و رشد
در سالهای پایانی سده نوزدهم میلادی ، بیشتر فیزیکدانان به این باور رسیدند که الکتریسته به دو صورت ظاهر می‌شود: یکی به صورت الکترون با جرم 9.109534X10-31 kg و بار منفی 1.602177X10-19 C- و دیگری به صورت پروتون با جرم 1.672623X19-27 kg و بار مثبت 1.602177X10-19 C .
اعتقاد بر این بود که اتمها (و در نتیجه مولکولها) از ترکیب الکترونها و پروتونها مشکل می‌گیرند.
در اوایل 1930 معلول شد که هسته اتمها ( بجز اتم هیدروژن ) از پروتونهای مثبت و نوترونهای خنثی ، با جرم 1.675X10-27 و بدون بار الکتریکی ، تشکیل می‌شود. همچنین کشف شد که الکترون مثبت نیز با جرمی برابر با جرم الکترون و باری برابر با بار الکترون ولی با علامت مثبت (دست کم به صورت لحظه‌ای) وجود دارد.
الکترون اوژه
اتم الکترون اوژه ، نوعی الکترون آزاد است که از اتم یا یون گسیل می‌شود. الکترون اوژه از بازآیی الکترونهای مقید در اتم یا یون اولیه سرچشمه می‌گیرد. این بازآیی از طریق برهمکنش الکترون - الکترون ، که مولد نیروی دافعه است و می‌تواند بر نیروی جاذبه ناشی از برهمکنش الکترون - هسته فائق آید، صورت می‌گیرد. با این همه ، بازآیی یاد شده تنها هنگامی می‌تواند رخ بدهد که حداقل یک الکترون در تراز انرژی همین اتم یا یون اولیه خالی باشد و در تراز با انرژی بیشتر از انرژی تهی جا حداقل دو الکترون وجود داشته باشد.
یکی از الکترونهای تراز بالاتر به تراز دارای تهی جا سقوط می‌کند و الکترون دیگر به‌صورت الکترون آزاد از اتم خارج می‌شود. بنا بر پایستگی انرژی ، اوژه گسیل شده انرژی جنبشی معینی دارد که برابر است با انرژی بستگی کل اتم یا یون در حالت اولیه منهای انرژی بستگی کل در حالت نهایی.
یک مثال بر الکترون آزاد
یک مثال خوب برای الکترون اوژه که نوعی الکترون آزاد است، الکترون گسیل شده از هلیوم دو بار برانگیخته ، **He ، است انرژی تمام حالت **He از انرژی *He (هلیوم یک بار یونیده) به اضافه یک الکترون آزاد بیشتر است. بنابراین ، تمام حالتهای **He می‌توانند واپاشی اوژه‌ای داشته باشند. اتم **He که هر دو الکترون آن در تراز n = 2 هستند، با گسیل یکی از الکترونهای خود به حالت پایه +He ، که یک الکترون در تراز از n=1 دارد. واپاشیده می‌شود. مدل بور پیش بینی می‌کند که انرژی حالت **He با چشم پوشی از استتار هسته بوسیله هر الکترون ، عبارت است از:
Ei = 2X(-1.36 S2/ni2) ev و انرژی حالت پایه +He برابر است با:
Ei = 2X(-1.36 S2/ni2) ev به این ترتیب به ازای nf = 1 و ni = 2 و S = 2 انرژی اوژه برابر می‌شود با:
EA = Ei - Ef = (-27.2) ev - (-54.4) ev = 27.2 ev
در این مدل ، از اثر تکانه زاویه‌ای مداری و اسپین الکترون و انتشار هسته چشم‌پوشی می‌شود. وقتی این اثرها در نظر گرفته شوند، اتم **He با دو الکترون در تراز n = 2 حالتهای گسسته زیاد پیدا می‌کند و این در حالی است که He+(1S تنها یک حالت دارد. به این ترتیب ، طیف گسیلی الکترون اوژه شامل انرژیهای زیادی خواهد شد.
الکترونی از اتم جدا شده و به آن وابستگی ندارد، الکترون آزاد خوانده می‌شود.. الکترونهای بیرونی‌ترین لایه‌های اتم فلزات بستگی کمتری نسبت به اتمهای خود دارند و با کمترین انرژی از این اتمها کنده می‌شوند و به شکل توده‌ای از ابر یا گاز ، شبکه‌های اتمی فلزات را در بر می‌گیرند. هنگامی که الکترونهای آزاد در میدان الکتریکی قرار گیرند، جریان الکتریکی بوجود می‌آید.
سیر و تحولی و رشد
در سالهای پایانی سده نوزدهم میلادی ، بیشتر فیزیکدانان به این باور رسیدند که الکتریسته به دو صورت ظاهر می‌شود: یکی به صورت الکترون با جرم 9.109534X10-31 kg و بار منفی 1.602177X10-19 C- و دیگری به صورت پروتون با جرم 1.672623X19-27 kg و بار مثبت 1.602177X10-19 C .
اعتقاد بر این بود که اتمها (و در نتیجه مولکولها) از ترکیب الکترونها و پروتونها مشکل می‌گیرند.
در اوایل 1930 معلول شد که هسته اتمها ( بجز اتم هیدروژن ) از پروتونهای مثبت و نوترونهای خنثی ، با جرم 1.675X10-27 و بدون بار الکتریکی ، تشکیل می‌شود. همچنین کشف شد که الکترون مثبت نیز با جرمی برابر با جرم الکترون و باری برابر با بار الکترون ولی با علامت مثبت (دست کم به صورت لحظه‌ای) وجود دارد.
الکترون اوژه
اتم الکترون اوژه ، نوعی الکترون آزاد است که از اتم یا یون گسیل می‌شود. الکترون اوژه از بازآیی الکترونهای مقید در اتم یا یون اولیه سرچشمه می‌گیرد. این بازآیی از طریق برهمکنش الکترون - الکترون ، که مولد نیروی دافعه است و می‌تواند بر نیروی جاذبه ناشی از برهمکنش الکترون - هسته فائق آید، صورت می‌گیرد. با این همه ، بازآیی یاد شده تنها هنگامی می‌تواند رخ بدهد که حداقل یک الکترون در تراز انرژی همین اتم یا یون اولیه خالی باشد و در تراز با انرژی بیشتر از انرژی تهی جا حداقل دو الکترون وجود داشته باشد.
یکی از الکترونهای تراز بالاتر به تراز دارای تهی جا سقوط می‌کند و الکترون دیگر به‌صورت الکترون آزاد از اتم خارج می‌شود. بنا بر پایستگی انرژی ، اوژه گسیل شده انرژی جنبشی معینی دارد که برابر است با انرژی بستگی کل اتم یا یون در حالت اولیه منهای انرژی بستگی کل در حالت نهایی.
یک مثال بر الکترون آزاد
یک مثال خوب برای الکترون اوژه که نوعی الکترون آزاد است، الکترون گسیل شده از هلیوم دو بار برانگیخته ، **He ، است انرژی تمام حالت **He از انرژی *He (هلیوم یک بار یونیده) به اضافه یک الکترون آزاد بیشتر است. بنابراین ، تمام حالتهای **He می‌توانند واپاشی اوژه‌ای داشته باشند. اتم **He که هر دو الکترون آن در تراز n = 2 هستند، با گسیل یکی از الکترونهای خود به حالت پایه +He ، که یک الکترون در تراز از n=1 دارد. واپاشیده می‌شود. مدل بور پیش بینی می‌کند که انرژی حالت **He با چشم پوشی از استتار هسته بوسیله هر الکترون ، عبارت است از:
Ei = 2X(-1.36 S2/ni2) ev و انرژی حالت پایه +He برابر است با:
Ei = 2X(-1.36 S2/ni2) ev به این ترتیب به ازای nf = 1 و ni = 2 و S = 2 انرژی اوژه برابر می‌شود با:
EA = Ei - Ef = (-27.2) ev - (-54.4) ev = 27.2 ev
در این مدل ، از اثر تکانه زاویه‌ای مداری و اسپین الکترون و انتشار هسته چشم‌پوشی می‌شود. وقتی این اثرها در نظر گرفته شوند، اتم **He با دو الکترون در تراز n = 2 حالتهای گسسته زیاد پیدا می‌کند و این در حالی است که He+(1S تنها یک حالت دارد. به این ترتیب ، طیف گسیلی الکترون اوژه شامل انرژیهای زیادی خواهد شد.