Electrón

    Partícula cargada negativamente que, junto a protones y neutrones, se halla en el interior de los átomos.

    La primera determinación que se hizo sobre las características de dichas partículas fue el cálculo de la relación carga - masa, la cual fue hallada por el inglés Joseph Thomson, en sus investigaciones sobre rayos catódicos. Cuando se realiza una descarga eléctrica a través de un gas enrarecido (en cantidades escasas y a baja presión), encerrado en un tubo provisto de electrodos y conectado a una bomba de vacío, pueden observarse unas luminosidades emitidas por cátodo y ánodo, separadas por dos espacios oscuros, denominados respectivamente de Crookes y Faraday, que no son sino expresiones de una luminosidad negativa, y una llamada columna estriada. Si se va disminuyendo progresivamente la presión del gas, los espacios oscuros se van agrandando y el extremo del tubo enfrentado al cátodo emite una fluorescencia verdosa, provocada por una emisión procedente del cátodo, que recibe el nombre de rayos catódicos. Cuando estos rayos son sometidos a un campo eléctrico, sufren una desviación hacia el ánodo, lo que prueba que sus partículas constitutivas tienen carga negativa; sin embargo, si se ven influenciados por un campo magnético, presentan una desviación igual a la anterior, pero de sentido contrario.

    Este hecho experimental demuestra que las dos fuerzas ejercidas sobre cada electrón son iguales. La consideración de esta igualdad permitió a Thomson la determinación del valor de la razón entre la carga de un electrón, e, y la masa del mismo, m, la cual cifró en 1,7592 · 108 culombios/gramo.

    Posteriormente, otras investigaciones permitieron el conocimiento del valor individual de la carga y de la masa. La primera, cuando el electrón se halla en reposo, está fijada en 1,602 · 10-19 culombios, mientras que la segunda es de 9,109 · 10-31 kg.

    Los electrones poseen una propiedad, llamada espín, que es su momento angular y cuya magnitud está cuantizada. El espín de un electrón tiene una gran importancia, ya que es uno de los números cuánticos que le identifica en una estructura atómica. Dado que su espín es semientero, puede tomar los valores + ½ y -½ , la Física de Partículas los cataloga dentro del grupo de los fermiones.

    La antipartícula del electrón es el positrón, cuya masa es igual a la del electrón, es decir muy pequeña, y con carga igual a la del electrón, pero positiva. Los positrones, obtenidos experimentalmente en 1928 por el inglés Paul Dirac, se originan por la colisión de rayos gamma de alta energía con partículas materiales. Inversamente, el encuentro de un electrón con un positrón, como sucede en líneas generales siempre que la materia se encuentra con su correspondiente antimateria, se salda con la mutua destrucción de ambas partículas y la emisión de rayos gamma.

    Los electrones son los responsables de múltiples procesos físicos y químicos. Entre los primeros, cabe citar sus flujos, causantes de las corrientes eléctricas y de los rayos catódicos. La transmisión de calor, en algunos casos, también puede ser explicada por la existencia de electrones.

    Del mismo modo, en el campo de la Química, la distribución de estas partículas en los distintos niveles que conforman la estructura de un átomo condiciona muchas propiedades de éste, así como las relaciones o enlaces que puede establecer con otros átomos. De especial interés son los electrones que ocupan los niveles más externos de cada átomo, los cuales reciben el nombre de electrones de valencia. Del mismo modo, en forma de partículas beta, los electrones aparecen en múltiples procesos radiactivos.