במהירות נסחף, כאשר אלקטרון מגיע למגע החיובי של סוללה מה עושה האלקטרון הזה
לפני שנדבר על התנהגות האלקטרונים בתאים, עלינו להיות ברורים לגבי כמה מושגים. תנועת האלקטרונים בתוך תא מעוררת תגובות אלקטרוכימיות והזרמת חשמל. אלקטרונים מתנהגים אחרת בתוך תא מאשר במנגנון מוליך טהור, כגון כבל נחושת. הנה כמה הסברים בסיסיים לתנועת האלקטרונים בתא:
העקרון הבסיסי של פעולת התאים
יש שני אלקטרודות בתוך התא, אחד שלילי (אנודה) והשני חיובי (קתודה). בתהליך הפליטה, האלקטרודה השלילית מת趸נת ומשחררת אלקטרונים, בעוד האלקטרודה החיובית סופגת אלקטרונים. האלקטרונים האלה זורמים מהאלקטרודה השלילית לחיובית דרך מעגל חיצוני, ובכך יוצרים זרם חשמלי.
תנועה של אלקטרונים בתא
זרימת אלקטרונים במהלך הפליטה
אנודה: באלקטרודה השלילית, תגובה אלקטרוכימית גורמת להסרת אלקטרונים מהאטום, ואלקטרונים אלה מצטברים על האלקטרודה השלילית.
מעגל חיצוני: אלקטרונים זורמים מהطرف השלילי לחיובי דרך המעגל החיצוני (כבל המקשר בין הטרמינל השלילי לחיובי) כדי לסיים את ההולכה של הזרם.
קתודה: באלקטרודה החיובית, אלקטרונים נספגים על ידי תגובה אלקטרוכימית ומשתתפים בתגובה רדוקציה.
תנועה של אינים בממס
בנוסף לזרימת אלקטרונים במעגל החיצוני, יש גם תנועת אינים בממס. קטיאונים (אינים בעלי מטען חיובי) זזים מהשלילי לחיובי, ואניאונים (אינים בעלי מטען שלילי) זזים מהחיובי לשלילי. תנועת האינים הזאת נדרשת כדי לשמור על שיווי המשקל המטעני בתוך התא.
כאשר האלקטרונים מגיעים לקצה החיובי של התא
כאשר אלקטרונים עוברים דרך מעגל חיצוני לאלקטרודה החיובית של התא, הם משתתפים בתגובה רדוקציה אלקטרוכימית שמתרחשת באלקטרודה החיובית. כדי להיות מדויקים:
שתתפות בתגובה: אלקטרונים נתקבלים על ידי חומר כימי באלקטרודה החיובית ומשתתפים בתגובה רדוקציה אלקטרוכימית, כמו הרדוקציה של אינונים מתכות.
שיווי משקל מטענים: החדירה של אלקטרונים עוזרת לשמור על שיווי המשקל המטעני באלקטרודה החיובית, למנוע מהאלקטרודה החיובית להפוך לעוד חיובית.
שחרור אנרגיה: בתהליך הזה, העברת האלקטרונים מלווה בשחרור אנרגיה כימית, שאפשר להשתמש בה למטרות חיצוניות, כמו הנעה של מנוע חשמלי או הדלקת מנורה.
סיכום ההתנהגות של האלקטרונים
מהשלילי לחיובי: במהלך הפליטת התא, אלקטרונים זורמים מהטרמינל השלילי לחיובי דרך מעגל חיצוני.
שתתפות בתגובות כימיות: לאחר שהאלקטרון מגיע לאלקטרודה החיובית, הוא משתתף בתגובה רדוקציה באלקטרודה החיובית.
המרה של אנרגיה: אנרגיה חשמלית מתמירה לצורות אחרות של אנרגיה (כמו אנרגיה מכנית או אנרגיית אור) באמצעות העברת אלקטרונים.
נושאים הדורשים תשומת לב
חשוב לציין שכשמדברים על התנהגות האלקטרונים, אנחנו בדרך כלל מתייחסים לתפיסה מקיפה ומ述ים את התנהגות מספר גדול של אלקטרונים, ולא את התנהגות אלקטרון בודד. בתהליכים פיזיקליים真正的回答应该是：
```html
לפני שנדון בהתנהגות האלקטרונים בתאים, עלינו להיות ברורים לגבי כמה מושגים. תנועת האלקטרונים בתוך התא מערבת תגובות אלקטרוכימיות והזרמת חשמל. אלקטרונים מתנהגים אחרת בתוך התא מאשר במנגנון מוליך טהור, כגון כבל נחושת. הנה כמה הסברים בסיסיים לתנועת האלקטרונים בתא: העקרון הבסיסי של פעולת התאים יש שני אלקטרודות בתוך התא, אחד שלילי (אנודה) והשני חיובי (קתודה). בתהליך הפליטה, האלקטרודה השלילית מת趸נת ומשחררת אלקטרונים, בעוד האלקטרודה החיובית סופגת אלקטרונים. האלקטרונים האלו זורמים מהאלקטרודה השלילית לחיובית דרך מעגל חיצוני, ובכך יוצרים זרם חשמלי. תנועה של אלקטרונים בתא זרימת אלקטרונים במהלך הפליטה אנודה: באלקטרודה השלילית, תגובה אלקטרוכימית גורמת להסרת אלקטרונים מהאטום, ואלקטרונים אלו מצטברים על האלקטרודה השלילית. מעגל חיצוני: אלקטרונים זורמים מהטרמינל השלילי לחיובי דרך המעגל החיצוני (הכבל המקשר בין הטרמינל השלילי לחיובי) כדי לסיים את ההולכה של הזרם. קתודה: באלקטרודה החיובית, אלקטרונים נספגים על ידי תגובה אלקטרוכימית ומשתתפים בתגובה רדוקציה. תנועה של אונים בממס בנוסף לזרימת אלקטרונים במעגל החיצוני, יש גם תנועת אונים בממס. קטיאונים (אונים בעלי מטען חיובי) זזים מהשלילי לחיובי, ואניאונים (אונים בעלי מטען שלילי) זזים מהחיובי לשלילי. תנועת האונים הזו נדרשת כדי לשמור על שיווי המשקל המטעני בתוך התא. כאשר האלקטרונים מגיעים לקצה החיובי של התא כאשר אלקטרונים עוברים דרך מעגל חיצוני לאלקטרודה החיובית של התא, הם משתתפים בתגובה רדוקציה אלקטרוכימית שמתרחשת באלקטרודה החיובית. כדי להיות מדויקים: שתתפות בתגובה: אלקטרונים נקבלים על ידי חומר כימי באלקטרודה החיובית ומשתתפים בתגובה רדוקציה אלקטרוכימית, כמו הרדוקציה של אינונים מתכות. שיווי משקל מטענים: החדירה של אלקטרונים עוזרת לשמור על שיווי המשקל המטעני באלקטרודה החיובית, למנוע מהאלקטרודה החיובית להפוך לעוד חיובית. שחרור אנרגיה: בתהליך הזה, העברת האלקטרונים מלווה בשחרור אנרגיה כימית, שאפשר להשתמש בה למטרות חיצוניות, כמו הנעה של מנוע חשמלי או הדלקת מנורה. סיכום ההתנהגות של האלקטרונים מהשלילי לחיובי: במהלך הפליטת התא, אלקטרונים זורמים מהטרמינל השלילי לחיובי דרך מעגל חיצוני. שתתפות בתגובות כימיות: לאחר שהאלקטרון מגיע לאלקטרודה החיובית, הוא משתתף בתגובה רדוקציה באלקטרודה החיובית.
המרה של אנרגיה: אנרגיה חשמלית מתמירה לצורות אחרות של אנרגיה (כמו אנרגיה מכנית או אנרגיית אור) באמצעות העברת אלקטרונים. נושאים הדורשים תשומת לב חשוב לציין שכשמדברים על התנהגות האלקטרונים, אנחנו בדרך כלל מתייחסים לתפיסה מקיפה ומ述ים את התנהגות מספר גדול של אלקטרונים, ולא את התנהגות אלקטרון בודד. בתהליכים פיזיקליים אמתיים, התנהגות האלקטרון היחיד הרבה יותר מורכבת ומשתלבת בעקרונות של מכניקת קוונטים. מסקנה כאשר האלקטרונים מגיעים לאלקטרודה החיובית של התא, הם משתתפים בתגובה רדוקציה באלקטרודה החיובית, עוזרים לשמור על שיווי המשקל המטעני וממירים אנרגיה בתהליך. התנהגות זו של האלקטרונים היא חלק מרכזי בפעולת התאים ומאפשרת להם לספק כוח למעגלים חיצוניים.
