elektronerne

Elektronerne er negative elementarladede partikler og tilhører leptonfamilien. Deres ladning er −1,602 × 10^−19 coulomb, og massen er cirka 9,109 × 10^−31 kg. Elektronen har spin på 1/2 og følger Fermi-Dirac-statistik. Den udviser bølge-partikel-dualitet og beskrives i kvantemekanikken gennem en sandsynlighedsfordeling (orbitaler) omkring atomkernen.

I atomet er elektronerne bundet af Coulombs kraft til kernen og findes i elektronbaner eller orbitaler. Antallet og fordelingen af elektroner bestemmer atomets kemiske egenskaber og reaktivitet. Valenselektroner spiller en central rolle i kemiske bindinger, såsom kovalente og ioniske bindinger, og deres konfigurationer afgør, hvordan atomer binder sig til hinanden. I faste stoffer spiller konduktions-elektroner en vigtig rolle: de kan bevæge sig gennem gitteret og danne elektrisk strøm. Ledningsevne og båndstruktur i metaller og halvledere afhænger af elektronerne og deres energiniveauer.

Historisk begyndte opdagelsen af elektronen med J. J. Thomson i 1897, som identificerede den som en negativ partikel i katodestråler. Målingen af den elementarladning blev præcist fastlagt af Millikan i oil-drop-eksperimentet. Rutherford’s guldfolieeksperimenter førte til atomets kerne-model, og senere kvantemekaniske beskrivelser gav et mere detaljeret billede af elektronernes tilstande og adfærd.

Anvendelser af elektronernes egenskaber spænder fra elektronik og halvlederteknik til kommunikation og medicinsk billeddannelse. Elektronernes bevægelighed i materialer er grundlaget for moderne teknologi og naturforskning.