Elektronendefinitions-Chemie-Glossar

Ein Elektron ist eine stabile negativ geladene Komponente eines Atoms. Elektronen existieren außerhalb und um den Atomkern herum. Jedes Elektron trägt eine negative Ladungseinheit (1,602 x 10^-19 coulomb) und hat im Vergleich zu einem Neutron oder Proton eine geringe Masse. Elektronen sind viel weniger massereich als Protonen oder Neutronen. Die Masse eines Elektrons beträgt 9.10938 x 10^-31 kg. Dies ist ungefähr 1/1836 der Masse eines Protons.

In Festkörpern sind Elektronen das primäre Mittel zum Leiten von Strom (da Protonen größer sind, typischerweise an einen Kern gebunden sind und sich daher schwerer bewegen lassen). In Flüssigkeiten sind Stromträger häufiger Ionen.

Die Möglichkeit von Elektronen wurde von Richard Laming (1838-1851), dem irischen Physiker G. Johnstone Stoney (1874) und anderen Wissenschaftlern vorhergesagt. Der Begriff "Elektron" wurde erstmals 1891 von Stoney vorgeschlagen, obwohl das Elektron erst 1897 vom britischen Physiker J.J. Thomson.

Ein gebräuchliches Symbol für ein Elektron ist e^-. Das Antiteilchen des Elektrons, das eine positive elektrische Ladung trägt, wird Positron oder Antielektron genannt und mit dem Symbol β bezeichnet^-. Wenn ein Elektron und ein Positron kollidieren, werden beide Teilchen vernichtet und Gammastrahlen freigesetzt.

Elektronen-Fakten

• Elektronen gelten als Elementarteilchen, da sie nicht aus kleineren Bestandteilen bestehen. Sie gehören zur Familie der Leptonen und haben von allen geladenen Leptonen oder anderen geladenen Teilchen die geringste Masse.
• In der Quantenmechanik werden Elektronen als identisch angesehen, da keine inhärente physikalische Eigenschaft verwendet werden kann, um zwischen ihnen zu unterscheiden. Elektronen können Positionen miteinander tauschen, ohne eine beobachtbare Änderung in einem System zu verursachen.
• Elektronen werden von positiv geladenen Teilchen wie Protonen angezogen.
• Ob eine Substanz eine elektrische Nettoladung hat oder nicht, wird durch das Gleichgewicht zwischen der Anzahl der Elektronen und der positiven Ladung der Atomkerne bestimmt. Wenn es mehr Elektronen als positive Ladungen gibt, wird ein Material als negativ geladen bezeichnet. Wenn es einen Überschuss an Protonen gibt, wird angenommen, dass das Objekt positiv geladen ist. Wenn die Anzahl der Elektronen und Protonen ausgeglichen ist, spricht man von einem elektrisch neutralen Material.
• Elektronen können im Vakuum frei existieren. Sie heißen kostenlos Elektronen. Elektronen in einem Metall verhalten sich so, als wären sie freie Elektronen und können sich bewegen, um einen Nettoladungsfluss zu erzeugen, der als elektrischer Strom bezeichnet wird. Wenn sich Elektronen (oder Protonen) bewegen, wird ein Magnetfeld erzeugt.
• Ein neutrales Atom hat die gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen. Es kann eine variable Anzahl von Neutronen (Isotopen bildend) aufweisen, da Neutronen keine elektrische Nettoladung tragen.
• Elektronen haben Eigenschaften sowohl von Partikeln als auch von Wellen. Sie können wie Photonen gebeugt werden, aber auch wie andere Materie miteinander und mit anderen Partikeln kollidieren.
• Die Atomtheorie beschreibt Elektronen als den Protonen / Neutronenkern eines Atoms in Schalen umgebend. Während ein Elektron theoretisch überall in einem Atom zu finden ist, ist es höchstwahrscheinlich in seiner Hülle zu finden.
• Ein Elektron hat einen Spin oder einen inneren Drehimpuls von 1/2.
• Wissenschaftler sind in der Lage, ein einzelnes Elektron in einer sogenannten Penning-Falle zu isolieren und einzufangen. Bei der Untersuchung einzelner Elektronen haben Forscher herausgefunden, dass der größte Elektronenradius 10 beträgt^-22 meter. Für die meisten praktischen Zwecke wird angenommen, dass Elektronen Punktladungen sind, bei denen es sich um elektrische Ladungen ohne physikalische Abmessungen handelt.
• Nach der Urknalltheorie des Universums hatten Photonen innerhalb der ersten Millisekunde der Explosion genügend Energie, um miteinander zu Elektronen-Positronen-Paaren zu reagieren. Diese Paare vernichteten sich und emittierten Photonen. Aus unbekannten Gründen gab es eine Zeit, in der mehr Elektronen als Positronen und mehr Protonen als Antiprotonen vorhanden waren. Die überlebenden Protonen, Neutronen und Elektronen begannen miteinander zu reagieren und bildeten Atome.
• Chemische Bindungen sind das Ergebnis des Transfers oder der gemeinsamen Nutzung von Elektronen zwischen Atomen. Elektronen werden auch in vielen Anwendungen verwendet, wie beispielsweise in Vakuumröhren, Photovervielfacherröhren, Kathodenstrahlröhren, Teilchenstrahlen für die Forschung und das Schweißen und dem Freielektronenlaser.
• Die Wörter "Elektron" und "Elektrizität" gehen auf die alten Griechen zurück. Das altgriechische Wort für Bernstein war elektron. Die Griechen bemerkten, dass das Reiben des Pelzes mit Bernstein dazu führte, dass der Bernstein kleine Gegenstände anzog. Dies ist das früheste aufgezeichnete Experimentieren mit Elektrizität. Der englische Wissenschaftler William Gilbert hat den Begriff "electricus" für dieses attraktive Objekt geprägt.