Paras vastaus
Atomit ja sähkövaraus
Luultavasti tiedät mitä tapahtuu, jos hieroisit ilmapalloa hiuksiasi vasten. Kun otat ilmapallon pois, osa hiuksistasi nousee suoraan ylöspäin, ikään kuin se yrittäisi seurata ilmapalloa. Saatat jopa tietää, että sen aiheuttaa staattinen sähkö. Mutta tiedätkö mikä staattinen sähkö on tai miksi se saa hiuksesi houkuttelemaan ilmapalloon? Vastaamiseksi näihin kysymyksiin meidän on aloitettava atomista.
Kun atomilla on sama määrä protoneja ja elektroneja, ne peruuttavat toisensa.
Kaikki maailmankaikkeudessa on tehty atomista, ja jokainen atomi sisältää kolmen tyyppisiä hiukkasia, joita kutsutaan protoneiksi, neutroneiksi ja elektroneiksi. Protonit ja neutronit pakataan yhteen ytimeen atomin keskellä, kun taas elektronit vetävät ulkoa ympäri jatkuvassa liikkeessä. Sähkökeskustelua varten meidän on vain huolehdittava protoneista ja elektroneista, koska niillä on ominaisuus, jota kutsutaan sähkövaraukseksi .
Sähkö elektronien ja protonien lataus on vastuussa energiamuodosta, jota kutsumme yleisesti sähköksi. Protoneilla on positiivinen varaus, joka on helppo muistaa, koska sana ”protoni” ja ”positiivinen” alkavat molemmat kirjaimella ”p”. Elektroneilla on toisaalta negatiivinen varaus, joka on yhtä suuri, mutta vastakkainen protonin varaukselle. Jos tuot yhden elektronin ja yhden protonin yhteen, niiden varaukset kumoavat toisensa, ja sanomme, että heillä ei ole yhdessä nettovarausta.
Ionit
Useimmissa atomeissa on yhtä paljon protoneja ja elektroneja, joten atomilla itsessään ei ole nettovarausta. On kuitenkin monia atomeja, jotka joko luovuttavat elektroneja tai hyväksyvät enemmän elektroneja suhteellisen helposti. Kun näin tapahtuu, kutsumme atomia ioniksi . Jos elektroni katoaa, atomiin jää enemmän protoneja kuin elektroneja, ja atomista tulee positiivinen ioni . Samoin, jos elektroni tulee mukaan ja liittyy atomiin, elektroneja on enemmän kuin protoneja, ja atomista tulee negatiivinen ioni.
Latauksen säästäminen
Ilmapallon hankauksen staattinen vaikutus johtuu elektronien siirtymisestä.
Elektronien siirtyminen atomista toiseen tapahtuu koko ajan. Muistatko hieroen ilmapalloa hiuksiisi? Tämä on hieno esimerkki elektronien siirtämisestä, mutta miksi se tapahtuu? Vastaus on, että hiuksesi sisältävät atomeja, jotka antavat mielellään osan elektronistaan. Toisaalta, ilmapallo sisältää atomeja, jotka haluavat hyväksyä nuo elektronit ja pitää niistä kiinni. Siksi, kun hieroit näitä kahta yhteen, joukko elektroneja siirtyi hiuksistasi ilmapallolle. Tämän siirtymisen seurauksena hiuksistasi latautui positiivisesti, koska niiden atomiin jäi enemmän protoneja kuin elektroneja, ja ilmapallosta varautui negatiivisesti, koska sen atomissa oli enemmän elektroneja kuin protoneja.
Erittäin tärkeä havainto tämä esimerkki on, että emme tehneet lisää elektroneja negatiivisen varauksen muodostamiseksi ilmapalloon, emmekä tuhonneet mitään elektroneja rakentamaan positiivisen varauksen hiuksiinne. Ainoa mitä teimme oli siirtää elektronit paikasta toiseen. Tämä käsite tunnetaan nimellä varauksen säilyttäminen . Yksinkertaisesti sanottuna latausta ei luoda eikä tuhota. Se siirtyy vain paikasta toiseen.
Vastaus
Kaiken kaikkiaan atomi on neutraalivarattu. Bohrin malli hyväksyttiin vuosia lopulliseksi auktoriteetiksi, koska se sopii niin hyvin kokeiluun ja havainnointiin. Tässä mallissa atomi koostuu ytimestä, joka sisältää protoneja ja neutroneja. Neutronit ovat nolla varausta, joten voimme unohtaa ne varausten etsimisessä. Jokaiselle protonille (1 positiivinen varaus) on aina yksi elektroni (1 negatiivinen varaus) kiertoradalla ytimen ympärillä. siten atomilla on yhtä suuri määrä elektroneja ja protoneja, ja niiden nettovaraus on nolla.
Voimme tehdä asioita väliaikaisesti tämän luonnollisen tasapainon asettamiseksi (kutsumme tätä sähköä), mutta atomit palaavat lopulta takaisin luonnollisesti tasapainoinen tila