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电子是在原子核外距核由近及远、能量由低至高的不同电子层上分层排布
作者:舒凤    发布于:2017-01-13 12:16:11    文字:【】【】【
摘要:电荷的最终携带者是组成原子的微小电子。在运动的原子中,每个绕原子核运动的电子都带有一个单位的负电荷,而原子核里面的质子带有一个单位的正电荷。正常情况下,在物质中电子和质子的数目是相等的,它们携带的电荷相平衡,物质呈中型。物质在经过摩擦后,要么会失去电子,留下更多的正电荷(质子比电子多)

       单位负电荷产生单向作用电场力
与电磁学中所定义的带负电的点电荷的矢量电场作用不同,电子只产生单向作用的单位负电场作用。电子的单位负电场一旦与质子的单位正电荷所产生的单位正电场相互作用,则将成为严格电中性的原子结构组合。[4]  在原子结构的层面上,无论是电子所产生的单位负电场力,还是质子所产生的单位正电场力,都不是矢量的电场力,而是相互严格锁定的单向作用力。矢量场作用与单向场作用的区别在于:前者不能使质子与电子的组合形成严格电中性的原子结构(在原子之外的测试点处,由于测试点距离电子和质子的距离不同,正电场力与负电场力矢量叠加的结果不严格为零);后者组成严格电中性的原子结构(被所有相关实验所证实)。
     电子的单向作用场性质在经典物理的范围内失效,因为经典物理的点电荷概念包含了成千上万的电子(负电)或质子(正电)。在经典物理中点电荷的电场是大量电子或离子的总体效应,是满足矢量叠加的矢量场。
电子块头小重量轻(比μ介子还轻205倍),被归在亚原子粒子中的轻子类。轻子是物质被划分的作为基本粒子的一类。电子带有二分之一自旋,满足费米子的条件(按照费米-狄拉克统计)。电子所带电荷约为-1.6×10⁻¹⁹库仑,质量为9.10×10⁻³¹kg(0.51MeV/c²)。通常被表示为e⁻。与电子电性相反的粒子被称为正电子,它带有与电子相同的质量,自旋和等量的正电荷。电子在原子内做绕核运动,能量越大距核运动的轨迹越远,有电子运动的空间叫电子层,第一层最多可有2个电子。第二层最多可以有8个,第n层最多可容纳2n²个电子,最外层最多容纳8个电子。最后一层的电子数量决定物质的化学性质是否活泼,1、2、3电子为金属元素,4、5、6、7为非金属元素,8为稀有气体元素。
物质的电子可以失去也可以得到,物质具有得电子的性质叫做氧化性,该物质为氧化剂;物质具有失电子的性质叫做还原性,该物质为还原剂。物质氧化性或还原性的强弱由得失电子难易决定,与得失电子多少无关。

由电子与中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所组成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1842倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电,称这原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。静电在日常生活中有很多用途,例如,静电油漆系统能够将瓷漆(英语:enamel paint)或聚氨酯漆,均匀地喷洒于物品表面。
电子与质子之间的吸引性库仑力,使得电子被束缚于原子,称此电子为束缚电子。两个以上的原子,会交换或分享它们的束缚电子,这是化学键的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,则改称此电子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在许多物理现象里,像电传导、磁性或热传导,电子都扮演了要重要的角色。移动的电子会产生磁场,也会被外磁场偏转。呈加速度运动的电子会发射电磁辐射。[5]
电荷的最终携带者是组成原子的微小电子。在运动的原子中,每个绕原子核运动的电子都带有一个单位的负电荷,而原子核里面的质子带有一个单位的正电荷。正常情况下,在物质中电子和质子的数目是相等的,它们携带的电荷相平衡,物质呈中型。物质在经过摩擦后,要么会失去电子,留下更多的正电荷(质子比电子多)。要么增加电子,获得更多的负电荷(电子比质子多)。这个过程称为摩擦生电。
自由电子(从原子中逃逸出来的电子)能够在导体的原子之间轻易移动,但它们在绝缘体中不行。于是,物体在摩擦时传递到导体上的电荷会被迅速中和,因为多余的电子会从物质表面流走,或者额外的电子会被吸附到物体表面上代替流失的电子。所以,无论摩擦多么剧烈,金属都不可能摩擦生电。但是,橡胶或塑料这样的绝缘体,在摩擦之后,其表面都会留下电荷。
电子的排布规律

1、电子是在原子核外距核由近及远、能量由低至高的不同电子层上分层排布。
电子云图片
电子云图片
2、每层最多容纳的电子数为2n²个(n代表电子层数)。
3、最外层电子数不超过8个(第一层不超过2个),次外层不超过18个,倒数第三层不超过32个。
4、电子一般总是尽先排在能量最低的电子层里,即先排第一层,当第一层排满后,再排第二层,第二层排满后,再排第三层。
电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述,电子在原子核外空间的某区域内出现,好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围,人们形象地称它为“电子云”。它是1926年奥地利学者薛定谔在德布罗伊关系式的基础上,对电子的运动做了适当的数学处理,提出了二阶偏微分的的著名的薛定谔方程式。这个方程式的解,如果用三维坐标以图形表示的话,就是电子云。
电的速度虽然很快,仅次于光速,但是在没有形成电路之前,一个电子走完1米长的导线大约要1小时长,比蜗牛还慢!

脚注信息
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