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El electrón (e-)

Los átomos están hechos de protones, neutrones y electrones. De estas tres partículas, el electrón tiene la masa más pequeña. Aquí está la definición del electrón, junto con el origen de la palabra, la historia y curiosidades interesantes.


Definición de electrones:

Un electrón es una partícula subatómica estable con una carga eléctrica negativa. Cada electrón lleva una unidad de carga negativa (1,602 x 10^-19 coulomb) y tiene una masa muy pequeña en comparación con la de un neutrón o protón. La masa de un electrón es 9,10938 x 10^-31 kg. Esto es aproximadamente 1/1836 la masa de un protón.

Un símbolo común para un electrón es e-. La antipartícula del electrón, que lleva una carga eléctrica positiva, se llama positrón o antielectrón. Un positrón se denota usando el símbolo e + o β + . Cuando un electrón y un positrón chocan, ambas partículas se aniquilan y se libera energía en forma de rayos gamma.

Dónde encontrar electrones:

Los electrones se encuentran libres en la naturaleza (electrones libres) y unidos dentro de los átomos. Los electrones son responsables del componente cargado negativamente de un átomo. En un átomo, los electrones orbitan alrededor del núcleo atómico cargado positivamente.

En los sólidos, los electrones son los medios principales para conducir la corriente. Esto se debe a que los protones están unidos dentro del núcleo, por lo que no son tan móviles como los electrones. En líquidos, los portadores actuales son más a menudo iones. Las interacciones entre los electrones de los átomos y las moléculas producen reacciones químicas. Los enlaces químicos se forman cuando los electrones se comparten entre los átomos.

Historia y origen de la palabra:

Richard Laming (1838-1851), el físico irlandés G. Johnstone Stoney (1874) y otros científicos predijeron la posibilidad de electrones . El término "electrón" fue sugerido por primera vez por Stoney en 1891, aunque el electrón físico como tal, no fue descubierto hasta 1897 por el físico británico JJ Thomson.

Aunque las ciencias electrónicas datan de los siglos XIX y XX, las palabras "electrón" y "electricidad" tienen su origen en los antiguos griegos. La antigua palabra griega para ámbar era elektron. Los griegos notaron que frotar el pelaje con ámbar hacía que el ámbar atrajera objetos pequeños. Esta es la primera experimentación registrada con electricidad. El científico inglés William Gilbert acuñó el término "electricus" para referirse a esta atractiva propiedad.

Curiosidades de los electrones:

Los electrones se consideran un tipo de partícula elemental porque no están formados por componentes más pequeños. Son un tipo de partícula que pertenece a la familia de los leptones y tienen la masa más pequeña de cualquier leptón cargado u otra partícula cargada.

En la mecánica cuántica, los electrones se consideran idénticos entre sí porque no se puede utilizar ninguna propiedad física intrínseca para distinguirlos. Los electrones pueden intercambiar posiciones entre sí sin causar un cambio observable en un sistema.

Los protones y los electrones tienen cargas iguales pero opuestas.

Los electrones son atraídos por partículas cargadas positivamente, como los protones.

El hecho de que una sustancia tenga o no una carga eléctrica neta está determinada por el equilibrio entre el número de electrones y la carga positiva de los núcleos atómicos. Si hay más electrones que cargas positivas, se dice que un material tiene carga negativa. Si hay un exceso de protones, el objeto se considera cargado positivamente. Si el número de electrones y protones está equilibrado, se dice que un material es eléctricamente neutro.

Los electrones en un metal se comportan como si fueran electrones libres y pueden moverse para producir un flujo neto de carga denominado corriente eléctrica. Cuando los electrones (o protones) se mueven, se genera un campo magnético.

Los electrones tienen propiedades de partículas y ondas. Pueden difractarse, como los fotones, pero pueden colisionar entre sí y con otras partículas, como otra materia.

La teoría atómica describe que los electrones rodean el núcleo de protones/neutrones de un átomo en capas. Estas capas son regiones de probabilidad. Algunos son esféricos, pero también ocurren otras formas. Si bien es teóricamente posible encontrar un electrón en el núcleo atómico, la mayor probabilidad de encontrar uno está dentro de su caparazón.

Un electrón tiene un spin o momento angular intrínseco de 1/2.

Los científicos son capaces de aislar y atrapar un solo electrón en un dispositivo llamado trampa Penning.

La materia es mucho más abundante que la antimateria en el universo, pero alguna vez pudo haber un número igual de electrones y positrones. Según la teoría del Big Bang, los fotones ganaron suficiente energía dentro del primer milisegundo de la explosión para reaccionar entre sí para formar pares de electrones-positrones. Estos pares se aniquilaron entre sí, emitiendo fotones. Por razones desconocidas, llegó un momento en que había más electrones que positrones y más protones que antiprotones. Los protones, neutrones y electrones sobrevivientes comenzaron a reaccionar entre sí, formando átomos.

Los electrones se usan en muchas aplicaciones prácticas. Estos incluyen electricidad, tubos de vacío, tubos fotomultiplicadores, tubos de rayos catódicos, haces de partículas para investigación y soldadura, y el láser de electrones libres.

Este post pertenece a la serie "Partículas elementales", puedes ver todos los posts aquí


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