Wie wird die Anzahl der Elektronen in einem Atom gefunden?

Da John Rennie sehr klar darauf antwortete, möchte ich noch einige Details hinzufügen.

Um Anfang 1900 schwebte die Idee der Atome um die Köpfe der Wissenschaftler. Anfangs war alles Theorie, aber diese Dinge geschahen:

• Sie haben sicherlich von Joseph Thomsons Kathodenstrahlen . Nun, er hat tatsächlich das Verhältnis Q / m der Atome berechnet. (Sie können jedes der Experimente in Google durchsuchen.)

• Das berühmte Robert A. Millikan hat ein Experiment mit dem Namen Öltropfenexperiment . Er fand die Ladung eines Elektrons heraus. Daher fand er unter Verwendung des Thomson-Verhältnisses die Masse eines Elektrons heraus!

• Dann die berühmte Rutherford-Goldfolienexperiment wurden durchgeführt. Mit diesem Experiment haben Rutherford und sein Team die Masse eines Atoms und eines Kerns herausgefunden.

Danach passierten so viele Dinge. Sehr schnell. Wenn die Masse eines Elektrons und die Vorstellung eines Atoms aus Kernen und seiner Ladung neutral sind, können Sie die Menge der Atome leicht herausfinden, indem Sie die Masse eines Objekts messen! Rutherfords Team schätzte tatsächlich die Anzahl der Atome. John Rennie beantwortete den Rest sehr gut.

Es gibt keine solchen Experimentieren, obwohl es viele Experimente gibt, bei denen die Anzahl der Elektronen in einem Atom als Nebeneffekt gemessen wird.

Wir wissen, dass Atome elektrisch neutral sind, daher muss es die gleiche Anzahl von Elektronen und Protonen geben. Wir wissen, dass sie aufeinander folgen Elemente im Periodensystem werden durch Inkrementieren der Anzahl der Protonen aufgebaut, sodass wir wissen, wie viele Elektronen die Atome haben müssen. So wissen wir beispielsweise, dass das Kohlenstoffatom sechs Protonen hat, daher muss es sechs Elektronen haben.

Das bringt das Problem wohl nur einen Schritt zurück. Die Frage wäre dann, woher wir wissen, dass das Kohlenstoffatom sechs Protonen hat. Heutzutage ist es kinderleicht, da wir nur die Masse des Kohlenstoffkerns sehr genau und weil messen Wir kennen die Protonen- und Neutronenmassen und können feststellen, wie viele Protonen und Neutronen darin enthalten sind. Historisch gesehen wurde die Ordnungszahl größtenteils durch Abzug und nicht durch direkte Messung erhalten.

Ich habe gesagt, es gibt Experimente, die die Anzahl der Elektronen als Nebeneffekt messen. Seit vielen Jahren werden Collider-Experimente mit Atomkernen durchgeführt. Dies wird derzeit bei RHIC und beim LHC ALICE-Experiment durchgeführt, wurde aber schon lange zuvor durchgeführt. Den Atomen werden die Elektronen durch Abfeuern durch einen Kohlenstofffilm abgestreift, und ihre Kernladung wird dann als Nebeneffekt ihrer Beschleunigung gemessen. Für einen Kohlenstoffkern messen wir eine Ladung von $ + 6 $, daher muss ein neutrales Kohlenstoffatom sechs Elektronen haben.

Kommentare

• muss das Atom sein haben sechs teilbare Elektronen? Oder ist es eher ein Elektronenfilm (mit verschiedenen Dichtebereichen) mit einem Gesamtwert von -6?
• @ easymoden00b: Ja und dann wieder nein. Die kurze Antwort lautet, dass es sich um ' handelt. Die lange Antwort erfordert wahrscheinlich einen Abschluss in Physik 🙂
• @ easymoden00b: Die Elektronen in einem Atom sind delokalisiert, d. H. Sie haben ' keine Position. Dies bedeutet nicht, dass ' bedeutet, dass sie in einem Film verteilt sind, sondern dass Quantenobjekte einfach keine Position haben. ' Ein Kohlenstoffatom hat also immer sechs Elektronen, aber es sind nicht ' sechs kleine Elektronenpunkte darin.
• Also, weil wir Protonen-, Neutronen- und Elektronenmassen kennen können wir aus diesen Daten die Anzahl dieser Partikel ableiten? Ich kann ' dies einfach nicht schlucken. Bei allem Respekt (und Entschuldigung für mein mangelndes Wissen), aber ich kann ' nicht sehen, wie Sie die Menge der Partikel zählen können, indem Sie nur ihre Masse messen. ' s.Und was meinst du damit, Elektronen von einem Atom zu entfernen? Sind alle Elektronen abgestreift oder genau wie die äußere Hülle?