Un électron est une particule subatomique avec une charge électrique négative qui est égale, mais opposée à, la charge positive d'un proton . Ces deux particules, avec des neutrons, des atomes de former avec les protons et les neutrons résidant dans le noyau et les électrons dans les orbitales environnantes, maintenu en place par la force électromagnétique. Ils sont impliqués dans la liaison chimique, peut s'écouler à travers certains matériaux comme un courant électrique, et sont responsables de la solidité des objets solides. Les particules ont une masse infime, environ 1/183 6th de la masse d'un proton, et sont considérés comme fondamental, qui est, ne se compose pas d'éléments plus petits.
Bien qu'il soit souvent commode de considérer les électrons comme des particules minuscules, ponctuels, ils peuvent, en commun avec d'autres particules subatomiques, se comportent parfois comme des ondes. C'est ce qu'on appelle la dualité onde-particule.Comme personne ne peut réellement voir un électron, même en utilisant des instruments les plus puissants et sensibles disponibles, il est possible de construire des modèles pour tenter d'expliquer leur comportement. Dans certains cas, un modèle de «particules» qui fonctionne le mieux et dans d'autres, un modèle de «vague». La plupart du temps, cependant, ces entités sont désignées comme des particules.
Les électrons dans la vie quotidienne
Les électrons jouent un rôle fondamental dans tout ce que les êtres humains vivent au jour le jour. Leur répulsion électrique mutuel empêche les objets solides de passer à travers une autre, en dépit du fait que les atomes dont les objets sont faits sont essentiellement du vide. Ces particules sont également responsables pour permettre aux atomes s'unissent pour former les molécules qui composent la Terre et la vie elle-même. La civilisation moderne et la technologie sont fortement tributaires de l'électricité, ce qui implique un mouvement des électrons.
Atomes, éléments et molécules
Les propriétés des éléments chimiques dépendent du nombre d'électrons qu'ils ont, et leur disposition à l'intérieur de l'atome. Ces facteurs déterminent comment les atomes d'un élément se combiner avec d'autres atomes pour former des molécules. Lorsque les atomes se combinent, ils le font de manière à atteindre un niveau inférieur de l'énergie. Les électrons peuvent être considérés comme étant disposé en couches concentriques, chacune avec un nombre maximum qu'il peut contenir. Habituellement, l'état de plus basse énergie est obtenue entre deux atomes lorsque les deux sont en mesure de remplir leur couche externe.
Il y a deux manières principales que les atomes peuvent combiner, ou former un produit chimique obligataire , avec un autre. Dans une liaison ionique, un don une ou plusieurs électrons à un autre atome d'un élément différent atome, normalement de manière à réaliser que les deux coques extérieures pleines. Depuis un atome a normalement le même nombre d'électrons que de protons, il est électriquement neutre, mais perdre ou de gagner certains lui donnera une charge positive ou négative, formant un ion . Un métal a tendance à donner des électrons à un non-métal pour former un composé ionique. La molécule est maintenu par l'attraction électrique entre le métal chargé positivement et le non-métal chargé négativement.
Dans une liaison covalente - qui fait entre non-métaux - atomes se combinent en partageant des électrons pour atteindre un état d'énergie plus faible, le plus souvent, là encore, en remplissant leurs coquilles externes. Par exemple, un carbone atome, ce qui est quatre court d'une enveloppe extérieure pleine, peut former des liaisons covalentes avec quatre hydrogène atomes, chacun d'électrons court, la formation d'une molécule de méthane (CH 4). De cette façon, tous les cinq atomes partagent une coquille pleine. Les liaisons covalentes tiennent ensemble les molécules organiques complexes qui sont essentielles à la vie.
Électricité
Le mouvement des électrons d'un endroit à un autre se manifeste sous forme d'électricité.Cela peut prendre la forme d'électricité «statique», où le frottement provoque ces particules se déplacer d'un matériau à un autre, laissant les deux chargées électriquement, et capable d'exercer une attraction vers d'autres objets. Ce fut la première fois en Grèce antique, lorsque l'effet a été produit par le frottement ambre avec de la fourrure. Le mot d'électrons, en fait, vient du mot grec pour ambre. Un dispositif appelé un générateur de Van de Graff utilise cet effet pour générer des tensions très élevées qui peuvent produire de grandes étincelles.
La forme la plus courante d'électricité, cependant, est le courant électrique qui est fournie aux foyers et l'industrie afin de fournir de la lumière et de la chaleur, et pour alimenter divers dispositifs et procédés. Il se compose d'un flux d'électrons à travers un matériau approprié, connu en tant que conducteur. Les meilleurs conducteurs sont les métaux, parce que leurs électrons externes sont faiblement et peuvent se déplacer facilement. Le déplacement d'un conducteur dans un champ magnétique peut produire un flux d'électrons à l'intérieur, un effet qui est utilisé dans la production à grande échelle de l'électricité.
Histoire
L'idée que l'électricité pourrait venir dans de petites unités indivisibles avait été autour depuis le début et le milieu du 19e siècle, mais c'était en 1894 que le physicien irlandais G. Johnstone Stoney abord utilisé l'électron terme pour décrire l'unité fondamentale postulée de charge électrique négative . Trois ans plus tard, le physicien britannique JJ Thompson a identifié comme une particule subatomique. Ce n'était pas jusqu'en 1909 que sa charge a été mesurée par Robert Andrews Millikan, physicien expérimental américain, par une expérience ingénieuse bien connu en physique des étudiants. Il a suspendu les gouttelettes d'huile de différentes tailles dans un champ électrique réglable, et calculé les quantités de charge nécessaires pour les empêcher de tomber par gravité . Il s'est avéré que les valeurs étaient toutes multiples d'une même unité minuscule, ce qui était la charge d'un électron unique.
