Enelektron, historiskt även känd sommegatron ellernegatron, är enelementarpartikel med en negativ laddning (elementarladdning). Enatomkärna omgiven av elektroner bildar enatom. Elektroner är lätta partiklar; enproton är cirka 1 836 gånger tyngre än elektronen.
Elektronens elektriska laddning är det negativa värdet avelementarladdningen (−1,602 × 10−19 C [6]) och dess massa är 9,109 × 10−31 kg[8] (0,511 MeV/c2).[9] Elektronen tillhör partikelfamiljenleptoner och harspinn 1/2, och är alltså enfermion, det vill säga att den beskrivs i statistisk mekanik medFermi-Dirac-statistik. Elektronensmagnetiska dipolmoment är ungefär en promille större änBohrmagnetonen.[14]
Elektronen betecknas ofta med symbolene−. Elektronensantipartikel heterpositron och har samma egenskaper som elektronen men motsatt laddning.
Benämningenelektron användes första gången 1871 i ett arbete avWilhelm Eduard Weber om elektricitet imetaller, med betydelsen "elektrisk smådel". Ordet elektron kommer från grekiskan och betyder bärnsten - som laddas när det gnids med vissa material. Begreppet fick dock ingen vidare användning, även omHermann von Helmholtz 1881 införde en enhetsladdning för mängden elektricitet som enmonovalentatom har enligtFaradays lag (Michael Faraday). 1897 upptäckteJ J Thomson att elektronen var ensubatomär partikel när han studeradekatodstrålar. Om man antog att strålarnas partiklar hade samma laddning som monovalenta joner, visade avlänkningen i ett magnetfält att dess massa var ungefär 2 000 gånger mindre än väteatomens. Vid samma tid visadePieter Zeeman ochHendrik Lorentz att partiklar med sammae/m-förhållande kunde förklaraZeemaneffekt i atomspektrum.
I början trodde flera forskare – bland dem Thomson – att elektronens massa endast var en effekt av dess elektrostatiska energi.[15] Genom att likställa coulombenergi och massa får man den klassiska elektronradien, som är lika med spridningslängden förThomsonspridning, ungefär 10−15 m. Enligtkvantelektrodynamiken är dock elektronen en punktpartikel.
År 2008 lyckades forskare för första gången filma en elektron.[16]
Elektroner i en atom kretsar kringatomkärnan. Elektronerna har vissa bestämda energivärden, ju mer energi en elektron har desto längre bort från kärnan med de positivt laddade protonerna befinner den sig. De elektroner som har samma energivärde befinner sig på samma energinivå, så kalladeskal, i atomen.
Om en elektron tillförs extra energi hoppar den ett skal utåt, atomen är dåexciterad. Det finns en maxgräns för hur mycket energi en elektron kan tillföras och ändå vara en del av en atom. Tillförs en elektron mer energi än maxgränsen så frigör den sig från atomen, varvid atomen blir en positivt laddadjon.
När flertalet elektroner, i t.ex. enelektrisk ledare, förflyttar sig i en och samma riktning på grund av ettelektriskt fält, uppstårelektricitet, som ofta benämns somelektrisk ström. Strömmen kan mätas med engalvanometer (amperemeter) om möjligheten finns men kan i annat fall beräknas med hjälp avspänningsvärde (volt),resistansvärde (ohm) ellereffektvärdet (watt) om minst två av dessa tre värden finns tillgängliga.
Statisk elektricitet är hög spänning men liten ström och beror på att ett objekt har ett överskott påladdningar. Om det är ett överskottet på elektroner, säger man att objektet ärnegativt laddat; annars är detpositivt laddat. Ett underskott av laddningar kan behandlas som ett överskott av motsatt laddning. Laddningsmängd mäts medelektrometer.
När det finns lika många negativa som positiva laddningar (protoner), sägs objektet varaelektriskt neutralt.
Kemi handlar i allt väsentligt om att studera hur elektroner i en atomselektronskal utbyts med andra atomer. Man säger att ett visst atomslag har ett antal valenselektroner som kan lånas / delas / lånas ut, och denna process kallaskemisk reaktion, varvid nyamolekyler och därmed ämnen byggs upp. Elektroner finns i atomer, där de befinner sig i atomskalen. Maximala antalet möjliga elektroner i skalen följer formeln 2n2. Detta betyder dock inte att skalen alltid kommer att vara fyllda till sitt max då atomerna strävar efter att haädelgasstruktur.
Skalen har namn efter bokstäver med start från K, det vill säga skal 1 heter K, skal 2 heter L och så vidare till Q som är det högsta skalet. Skalen namngavs avCharles Glover Barkla som valde att börja indexeringen med K, för att ge bokstavsutrymme om det skulle komma att upptäckas nya skal med lägre värden. Det har dock visat sig att Charles Glover Barkla hade funnit den lägsta nivån när han namngav skalen.[17][18]
Eftersom det är energimässigt gynnsamt att ha alla skal fyllda gör detta vissa föreningar mycket stabila. Till exempel ärädelgaserna, som har alla skal fyllda, väldigt obenägna till att ingå ikemiska föreningar, medan till exempelkol,syre ochväte är betydligt mer benägna till detta.
Elektroner deltar också i densubatomära fysikens reaktioner. Välkänt ärbetasönderfallet där i vissa fall en neutron i en atomkärna sönderfaller i en proton, en elektron och enantielektronneutrino. Fria neutroner råkar förr eller senare ut för samma öde(T½ = 12 min).
- ^Eichten, E.J.; Peskin, M.E.; Peskin, M. (1983). ”New Tests for Quark and Lepton Substructure”. Physical Review Letters 50 (11): sid. 811–814.doi:10.1103/PhysRevLett.50.811.
- ^Farrar, W.V. (1969). ”Richard Laming and the Coal-Gas Industry, with His Views on the Structure of Matter”. Annals of Science 25 (3): sid. 243–254.doi:10.1080/00033796900200141.
- ^Arabatzis, T. (2006). Representing Electrons: A Biographical Approach to Theoretical Entities. University of Chicago Press. sid. 70–74.ISBN 0-226-02421-0.http://books.google.com/?id=rZHT-chpLmAC&pg=PA70
- ^Buchwald, J.Z.; Warwick, A. (2001). Histories of the Electron: The Birth of Microphysics. MIT Press. sid. 195–203.ISBN 0-262-52424-4.http://books.google.com/?id=1yqqhlIdCOoC&pg=PA195
- ^Thomson, J.J. (1897). ”Cathode Rays”. Philosophical Magazine 44 (269): sid. 293.doi:10.1080/14786449708621070.http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/thomson1897.html.
- ^ [ab]”The seven defining constants”. The International System of Units (SI).BIPM. 20 maj 2019.https://www.bipm.org/en/measurement-units/. Läst 12 juni 2019.
- ^”CODATA Recommended Values”. National Institute of Standards and Technology.http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?meu. Läst 12 juni 2019. Elektronmassa iu
- ^ [ab]”CODATA Recommended Values”. National Institute of Standards and Technology.http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?me. Läst 12 juni 2019. Elektronmassa ikg
- ^ [ab]”CODATA Recommended Values”. National Institute of Standards and Technology.http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mec2mev#mid. Läst 12 juni 2019. Elektronmassa iMeV/c2
- ^”CODATA Recommended Values”. National Institute of Standards and Technology.http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?muem. Läst 12 juni 2019. Magnetiskt moment
- ^”CODATA Recommended Values”. National Institute of Standards and Technology.http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?gem. Läst 12 juni 2019. g-faktor
- ^”CODATA Recommended Values”. National Institute of Standards and Technology.http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?ecomwl. Läst 12 juni 2019. Comptonvåglängd
- ^”CODATA Recommended Values”. National Institute of Standards and Technology.http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?gammae. Läst 12 juni 2019. Gyromagnetisk kvot
- ^NIST (27 mars 2007). ”Electron magnetic moment to Bohr magneton ratio”. 2006 CODATA recommended values.http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?muemsmub.
- ^Elektron iNordisk familjebok (andra upplagan, 1907)
- ^von Schultz, Charlotta (22 februari 2008). ”Se elektronen bli filmstjärna”. Ny teknik. Arkiverad frånoriginalet den 10 augusti 2009.https://web.archive.org/web/20090810172614/http://www.nyteknik.se/nyheter/innovation/forskning_utveckling/article69210.ece. Läst 22 februari 2008.
- ^Q&A. Jefferson Lab. Läst 2012-09-25.
- ^FAQ. General Chemistry Online. Läst 2012-09-25.
Wikimedia Commons har media som rörElektron.
