อะตอมเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดขององค์ประกอบที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมี โดยที่อะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสกลางที่มีประจุบวกและล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีประจุลบตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป
อะตอมประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐานต่างๆ ได้แก่ โปรตอนอิเล็กตรอนและนิวตรอน หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมลองดูคำอธิบายด้านล่าง!
อิเล็กตรอน
อนุภาคในอะตอมถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ JJ Thomson ในปี พ.ศ. 2440 การค้นพบอิเล็กตรอนเกี่ยวข้องกับการทดลองเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าผ่านหลอดสุญญากาศซึ่งเขาได้ทำการทดลองกับรังสีแคโทด
ทอมสันทำการทดลองโดยสังเกตแผ่นอิเล็กโทรดสองแผ่นในหลอดสุญญากาศ โดยที่เมื่อแผ่นอิเล็กโทรดทั้งสองเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแรงสูงขั้วลบ (แคโทด) จะกระจายแสงไปยังขั้วบวก (ขั้วบวก) จากนั้นรังสีที่ออกมาจากแคโทดเรียกว่ารังสีแคโทดและหลอดสูญญากาศเรียกว่าหลอดรังสีแคโทด
จากการทดลองนี้สรุปได้ว่าอิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของอะตอมทั้งหมด โดยที่รังสีแคโทดที่มีประจุไฟฟ้าโค้งงอต่อขั้วบวกเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าลบ
(อ่านเพิ่มเติม: มวลอะตอมของธาตุ)
อิเล็กตรอน (รังสีแคโทด) จะหักเหเมื่อมีการใช้สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก JJ Thomson ใช้คุณสมบัตินี้เพื่อคำนวณอัตราส่วนประจุ / มวลของอิเล็กตรอน โดยที่สูตรสำหรับเปรียบเทียบราคาของประจุลบของอิเล็กตรอนกับมวลของมันคือ:
e / m = -1.76 x 108 คูลอมบ์ / ก
ข้อมูล :
e = ประจุอิเล็กตรอนในคูลอมบ์
m = มวลของอิเล็กตรอนเป็นกรัม
อย่างไรก็ตามในปีพ. ศ. 2452 RA Milikan ได้คิดค้นวิธีการที่เรียกว่าการทดลองหยดน้ำมันเพื่อตรวจสอบประจุของอิเล็กตรอน เขาพบว่าประจุของอิเล็กตรอนเท่ากับ 1.6 × 10–19 C
มวลของอิเล็กตรอน (me) ถูกกำหนดโดยการรวมผลลัพธ์นี้กับค่าทอมสันของอัตราส่วน e / me
โหลด / มวล (e / m) = 1.758820X1011 C kg-
ชาร์จ (e) = 1.6022 X 10-19 C.
มวลของอิเล็กตรอน (ม.) = 1.6022 X 10-19 = 1.758820X101
m = 9.1094 X 10–31 กก
โปรตอน
Eugen Goldstein ในปี พ.ศ. 2429 ได้ทำการทดลองโดยใช้หลอดรังสีแคโทดและค้นพบอนุภาคของอะตอมชนิดใหม่ที่เรียกว่ารังสีบวกหรือรังสีแอโนด ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่ารังสีแคโทดเป็นรังสีอนุภาคที่มีประจุบวกซึ่งรังสีแอโนดขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซในหลอด
ในการทดลองของเขาโกลด์สไตน์ค้นพบคุณสมบัติ 3 ประการของโปรตอนกล่าวคือพบโปรตอนเมื่อใช้ไฮโดรเจนในท่อระบายซึ่งในกรณีนี้ไฮโดรเจน e / m มีค่าสูงสุดและ e = 1.622 x 10-19 C และ m = 1.67 x 10-27 กก. โปรตอนมีประจุบวกหนึ่งหน่วยและหนักกว่าอิเล็กตรอน 1837 เท่า
นิวตรอน
ในปีพ. ศ. 2463 รัทเทอร์ฟอร์ดได้เสนอสมมติฐานว่าในนิวเคลียสของอะตอมจะต้องมีอนุภาคที่ไม่มีประจุซึ่งมีขนาดเกือบเท่ากับมวลของโปรตอน สมมติฐานของรัทเทอร์ฟอร์ดได้รับการพิสูจน์โดย James Chadwik ด้วยการทดลองของเขาโดยการยิงที่อะตอมของเบริลเลียมด้วยรังสีอัลฟา
ผลของการยิงตรวจพบโดยอนุภาคที่ไม่มีประจุซึ่งมีมวลใกล้เคียงกับโปรตอน เนื่องจากมีความเป็นกลางอนุภาคเหล่านี้จึงเรียกว่านิวตรอนและจัดเป็นอนุภาคมูลฐานเนื่องจากอะตอมทั้งหมดมีอนุภาคเหล่านี้ยกเว้นไอโซโทปของไฮโดรเจน
