Elektronen

Elektronen zijn negatief geladen elementaire deeltjes die behoren tot de leptonen. Het symbool e− wordt vaak gebruikt en de elektronenlading bedraagt −1,602 × 10−19 coulomb. De rustmassa van een elektron is ongeveer 9,109 × 10−31 kilogram, ongeveer 1/1836 van de massa van een proton. Elektronen spelen een centrale rol in de structuur van atomen en in interacties met elektromagnetische velden.

In de quantummechanica gedragen elektronen zich zowel als deeltjes als golven. Ze hebben een intrinsiek draaiingssnelheid, oftewel spin, van 1/2, en een magnetisch moment. De verhouding van de elektrische lading tot de massa van een elektron is −1,758820 × 10^11 C/kg. Door deze eigenschappen kunnen elektronen interfereren en tunnelen, en worden ze beschreven door golffuncties in orbitalen.

Elektronen worden in atomen rond de kern gebonden door elektromagnetische interactie met de positief geladen kern. Ze bezetten elektronenschillen en orbitalen die samen de elektronconfiguratie bepalen. Deze configuratie bepaalt hoe atomen met elkaar reageren en welke chemische bindingen gevormd kunnen worden (zoals covalent, ionair of metaalbinding). Valentie-elektronen zijn vooral bepalend voor chemische eigenschappen en reactiviteit. In metalen en halfgeleiders spelen elektronen bovendien een sleutelrol in elektrische geleiding en in elektronische apparaten.

Toepassingen van kennis over elektronen zijn wijd verbreid: van elektronica en halfgeleiders tot lasers, beeldvorming en medische technieken. De studie van elektronen heeft geleid tot belangrijke theoretische modellen en technologische ontwikkelingen die moderne wetenschappelijke en industriële praktijken aandrijven.