ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОСТАТИКА

§ 1. ПОНЯТИЕ ОБ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВА

Вещества как простые, так и сложные состоят из молекул, а молекулы — из атомов.

Простые  вещества — медь,   алюминий,   цинк,   свинец   и  др. — ..образуются из одинаковых атомов данного вещества.

Это значит, что молекулы меди содержат только атомы меди, .а молекулы алюминия — только атомы алюминия. Молекулы слож­ных веществ образованы из атомов различных химических элемен­тов. Например, молекулы поваренной   соли   (хлористого   натрия) .состоят из атомов хлора и атомов натрия. Молекулы воды содер­жат атомы водорода и атомы кислорода и т. д.

По своим размерам и весу молекулы и атомы очень малы. Диаметр атома наиболее легкого элемента — водорода примерно равен:

Если бы удалось уложить атомы водорода в один ряд, то на отрезке длиной 1 см их поместилось бы сто миллионов.

Вес атома меди составляет 10•10^-22 г. В 1 см³ меди содержится 8•10²² атомов, т. е. это число выражается цифрой 8 с 22 нулями.

Каждый атом имеет ядро, состоящее из протонов, нейтронов и других частиц. Вокруг ядра движутся по определенным орбитам электроны. Размеры электронов, протонов и других частиц атомов измеряются единицами, во много раз меньшими миллиметра.

Вес электрона меньше веса протона примерно в 1840 раз.

В обычном состоянии атомы веществ содержат равное количество электронов и протонов. Так, атом водорода содержит один электрон и один протон, а атом селена имеет 34 электрона и 34 протона. Электроны и протоны являются частицами материи,  имеющими электрический заряд.

Электроны обладают отрицательным, а протоны — положительным электрическим зарядом.

Число электронов, содержащихся в атомах химических элементов, совпадает с номером каждого элемента в периодической системе Д. И. Менделеева. Заряды электронов и протонов по величине  одинаковы.

Рассмотрим в качестве примера структу­ру атомов некоторых металлов.

Схему строения атома алюминия, расположенного в таблице Менделеева под номером 13 (рис. 1), можно представить в виде ядра, в котором имеется 13 протонов. Вокруг ядра на трех электронных оболочках [1] размещены 13 электронов. На первой оболочке (слое) находятся два электрона, на второй — восемь, на третьей, наиболее удаленной от ядра,— три электрона.

Атом меди содержит 29 электронов и такое же количество протонов. Электроны атомов меди расположены вокруг ядра на четырех оболочках. На первой находятся два электрона, на второй — восемь, на третьей — восемнадцать, на четвертой, наиболее удаленной от ядра, — один электрон. Число электронов, расположенных на наиболее удаленной от ядра оболочке, совпадает с номером группы данного элемента в периодической системе Д. И. Менделеева, а общий отрицательный заряд электронов атома равен положительному заряду протонов, содержащихся в ядре. Равные по величине положительные и отрицательные заряды по отношению к внешней среде электрически уравновешиваются — взаимно нейтрализуются. В результате этого атомы вещества в обычном состоя­нии электрически нейтральны.