Materie & Energie

Elektron | Definition, Masse & Fakten

Elektron , leichtestes stabiles subatomares Teilchen bekannt. Es trägt eine negative Ladung von 1,602176634 × 10 –19 Coulomb , was als Grundeinheit der elektrischen Ladung angesehen wird . Die Restmasse des Elektrons beträgt 9,1093837015 × 10 –31 kg , was nur 1 / 1,836 der Masse eines Protons entspricht . Ein Elektron wird daher im Vergleich zu einem Proton oder einem Neutron als nahezu masselos angesehen , und die Elektronenmasse wird bei der Berechnung der nicht berücksichtigtMassenzahl eines Atoms .

Shell-Atommodell
Lesen Sie mehr zu diesem Thema
Atom: Das Elektron
Wissenschaftler wissen seit dem späten 19. Jahrhundert, dass das Elektron eine negative elektrische Ladung hat. Der Wert dieser Ladung wurde zuerst gemessen ...

Das Elektron wurde 1897 vom englischen Physiker entdeckt JJ Thomson bei Untersuchungen von Kathodenstrahlen . Seine Entdeckung von Elektronen, die er ursprünglich als Korpuskel bezeichnete, spielte eine entscheidende Rolle bei der Revolutionierung des Wissens über die Atomstruktur. Unter normalen Bedingungen werden Elektronen durch die Anziehung zwischen entgegengesetzten elektrischen Ladungen an die positiv geladenen Atomkerne gebunden . In einem neutralen Atom ist die Anzahl der Elektronen identisch mit der Anzahl der positiven Ladungen auf dem Kern. Jedes Atom kann jedoch mehr oder weniger Elektronen als positive Ladungen haben und somit insgesamt negativ oder positiv geladen sein; Diese geladenen Atome sind bekannt alsIonen . Nicht alle Elektronen sind mit Atomen assoziiert; Einige treten in einem freien Zustand mit Ionen in Form von Materie auf, die als bekannt istPlasma .

Innerhalb eines gegebenen Atoms bewegen sich Elektronen in einer geordneten Anordnung von um den Kern Orbitale , die Anziehungskraft zwischen Elektronen und Kern, die die Abstoßung zwischen den Elektronen überwindet, die sonst dazu führen würde, dass sie auseinander fliegen. Diese Orbitale sind in konzentrischen Schalen organisiert, die mit zunehmender Anzahl von Unterschalen vom Kern nach außen gehen. Die Elektronen in Orbitalen, die dem Kern am nächsten liegen, werden am festesten gehalten; Diejenigen in den äußersten Orbitalen sind durch dazwischenliegende Elektronen abgeschirmt und werden am lockersten vom Kern gehalten. Während sich die Elektronen innerhalb dieser Struktur bewegen, bilden sie eine diffuse Wolke negativer Ladung, die fast das gesamte Volumen des Atoms einnimmt. Die detaillierte strukturelle Anordnung der Elektronen innerhalb eines Atoms wird als bezeichnetelektronische Konfiguration des Atoms. Die elektronische Konfiguration bestimmt nicht nur die Größe eines einzelnen Atoms, sondern auch die chemische Natur des Atoms. Die Klassifizierung von Elementen innerhalb von Gruppen ähnlicher Elemente im Periodensystem basiert beispielsweise auf der Ähnlichkeit ihrer Elektronenstrukturen.

Auf dem Gebiet der Teilchenphysik gibt es zwei Möglichkeiten, Elektronen zu klassifizieren. Das Elektron ist aFermion , ein Partikeltyp, der nach der Fermi-Dirac-Statistik benannt ist und sein Verhalten beschreibt. Alle Fermionen sind durch halbzahlige Werte ihres Spins gekennzeichnet , wobei der Spin dem intrinsischen Drehimpuls des Teilchens entspricht. Das Konzept des Spins ist in derWellengleichung für das von PAM Dirac formulierte Elektron . Die Dirac-Wellengleichung sagt auch die Existenz des Antimaterie- Gegenstücks des Elektrons, des Positrons, voraus . Innerhalb der Fermiongruppe subatomarer Teilchen kann das Elektron weiter als Lepton klassifiziert werden . Ein Lepton ist ein subatomares Teilchen, das nur durch elektromagnetische , schwache und Gravitationskräfte reagiert . Es reagiert nicht auf die kurzreichweitige starke Kraft , die zwischen Quarks wirkt und Protonen und Neutronen im Atomkern bindet.

Erhalten Sie mit Ihrem Abonnement exklusiven Zugriff auf Inhalte aus unserer 1768 First Edition. Abonnieren Sie noch heute