Elektron

Elektron
A hidrogénatom elektronjainak hullámfüggvényei
A hidrogénatom elektronjainak hullámfüggvényei
Osztályozáslepton
Összetételelemi részecske
Kölcsönhatásokgravitáció, elektromágneses, gyenge
Jele-, β-
Antirészecskepozitron
MegsejtetteRichard Laming (1838–1851)
FelfedezteJoseph John Thomson (1897)[1]
Fizikai adatai
Tömeg
9,109 382 15(45) ·10−31 kg[2]
5,485 799 0943(23)-4 u[3]
Töltés
-1 e
1,602 176 487(40) ·10−19 C[4]
Mágneses momentum
−928,476 377(23) ·10−26 J·T−1[5]
Spin1/2 (fermion)

Az elektron (az ógörög ήλεκτρον, borostyán szóból) negatív elektromos töltésű elemi részecske,[6] amely az atommaggal együtt kémiai részecskéket alkot, és felelős a kémiai kötésekért. Szokásos jelölése: e. Az elektron feles spinű lepton; a leptonok első generációjának tagja.[7] Antirészecskéje a pozitron.

Az elektron tömege a proton tömegének 1/1836 része.[8] Az elektronok és a többi elemi részecske kölcsönhatását a kémia és a magfizika vizsgálja. Antianyagbeli párja, a pozitron tömege és spinje megegyezik az elektronéval, azonban töltése ellentétes. Ha pozitron és elektron találkozik, energia felvillanás során mindkettő szétsugárzódik, és gamma-foton jön létre.

Normális körülmények között az elektronok az atomok pozitív magjához kötődnek, mivel az ellentétes elektromos töltések vonzzák egymást. Egy semleges atomban az elektronok száma azonos a mag pozitív töltéseinek számával. Egy atomon belül az elektronok szabályosan elrendezett pályákon mozognak a mag körül, a mag és az elektronok közti vonzás legyőzi az elektronok közt fellépő taszító hatást. Az elektronpályák koncentrikus héjakba rendeződnek, és a magtól kifelé haladva egyre több az alhéj. A magtól való távolságtól függően a héjakban lévő elektronok kötése egyre lazább. Az elektronok elrendeződése meghatározza az atom méretét, és hatással van arra, hogy reagál más atomokra, részecskékre és az elektromágneses sugárzásra. Az ionizáció és a részecskék közötti arány megváltozása megváltoztatja a rendszer kötési energiáját. Két vagy több atom között az elektronok kicserélése vagy megosztása kémiai kötést hoz létre.[9] Fontos szerepet tölt be kémiai reakciók legnagyobb csoportjában, a redoxireakciókban.

Mivel spinje félegész szám a ħ Planck-állandóban mérve, a fermionok közé tartozik, így a Pauli-féle kizárási elv miatt két elektron nem foglalhatja el ugyanazt a kvantumállapotot.[7] Ahogy a többi anyagi részecskének, az elektronnak is van hullámtermészete; így ütközhet más részecskékkel, és megtörhet, mint a fény. Hullámtermészete egyszerűbben vizsgálható, mert kis tömege miatt a De Broglie-féle hullámhossza is magasabb a tipikus energiaszinteken.

Több fizikai jelenségben is kulcsfontosságú, így az elektromosságban, a mágnesességben, és a hővezetésben. Továbbá hat rá a többi alapvető erő: a gravitáció, az elektromágnesesség és a gyenge kölcsönhatás.[10] Negatív töltése miatt az elektron elektromos erőteret hoz létre maga körül. Egy megfigyelőhöz képest mozogva mágneses mezőt hoz létre. A külső elektromágneses terek a Lorentz-törvény szerint hatnak rá. Részt vesz a magreakciókban is, például a csillagokban zajló fúzióban, és radioaktív bomlási folyamatokban is létrejön, ahol béta-részecskeként ismert. Nagy energiájú ütközések is elektronokat hoznak létre, például a kozmikus sugarak, amikor elérik a légkört. Gyorsításkor fotonok formájában vesz fel és ad le energiát. Laboratóriumi eszközökben akár egyetlen elektron vagy elektronplazma is tartható és megfigyelhető elektromágneses mezővel. Teleszkópokkal a külső elektronplazma is megfigyelhető.

Sok alkalmazásban felhasználják, mint az elektronikában, a hegesztésben, a katódsugárcsövekben, az elektronmikroszkópokban, a sugárterápiában, a lézerekben vagy a részecskegyorsítókban.

Először Richard Laming feltételezte 1838-ban az elektromos töltés egy láthatatlan egységét, hogy megmagyarázza az atomok kémiai viselkedését.[11] George Johnstone Stoney nevezte el elektronnak ezt az elemi töltésegységet. Az elnevezés a görög elektron szóból származik, amely jelentése borostyánkő. A görögök borostyánkövet dörzsöltek meg más anyaggal, és tapasztalták az elektromos vonzó tulajdonságát. Kísérleti kimutatása 1897-ben Joseph John Thomsonnak sikerült először.[12][13][14]

Az elektron adatai (CODATA alapján)
Elektromos töltés

e =
−1,602 176 487(40)·10−19 C[15]

Nyugalmi tömeg

5,485 799 0943(23)·10−4 u[16] =
9,109 382 15(45)·10−31 kg[17]

Relatív töltés−1
Relatív tömeg1 / 1836[18]
Moláris tömeg5,485 799 0946(22)·10−7 kg mol−1[19]
Nyugalmi energia

0,510 998 910(13) MeV[20] =
8,187 104 38(41)·10−14 J[21]

Mágneses momentum−928,476 377(23)·10−26 J T−1[22]
Spin1/2 (fermion)
g-faktor−2,002 319 304 3622(15)[23]
Élettartamstabil
Más nyelveken
English: Electron
Afrikaans: Elektron
Alemannisch: Elektron
aragonés: Electrón
العربية: إلكترون
অসমীয়া: ইলেকট্ৰন
asturianu: Electrón
azərbaycanca: Elektron
تۆرکجه: الکترون
башҡортса: Электрон
Boarisch: Elektron
žemaitėška: Alektruons
беларуская: Электрон
беларуская (тарашкевіца)‎: Электрон
български: Електрон
বাংলা: ইলেকট্রন
brezhoneg: Elektron
bosanski: Elektron
ᨅᨔ ᨕᨘᨁᨗ: Elektron
català: Electró
Mìng-dĕ̤ng-ngṳ̄: Diêng-cṳ̄
کوردی: ئێلێکترۆن
čeština: Elektron
Чӑвашла: Электрон
Cymraeg: Electron
dansk: Elektron
Deutsch: Elektron
Ελληνικά: Ηλεκτρόνιο
emiliàn e rumagnòl: Eletròun
Esperanto: Elektrono
español: Electrón
eesti: Elektron
euskara: Elektroi
فارسی: الکترون
suomi: Elektroni
Võro: Elektron
føroyskt: Elektron
français: Électron
Nordfriisk: Elektron
Frysk: Elektron
Gaeilge: Leictreon
galego: Electrón
ગુજરાતી: ઈલેક્ટ્રોન
עברית: אלקטרון
हिन्दी: इलेक्ट्रॉन
Fiji Hindi: Electron
hrvatski: Elektron
Kreyòl ayisyen: Elektwon
հայերեն: Էլեկտրոն
interlingua: Electron
Bahasa Indonesia: Elektron
Ilokano: Elektron
íslenska: Rafeind
italiano: Elettrone
日本語: 電子
Patois: Ilekchran
la .lojban.: dutydikca kantu
Basa Jawa: Èlèktron
ქართული: ელექტრონი
қазақша: Электрон
ភាសាខ្មែរ: អេឡិចត្រុង
한국어: 전자
Ripoarisch: Elektron
kurdî: Kareva
Кыргызча: Электрон
Latina: Electron
Lëtzebuergesch: Elektron
Lingua Franca Nova: Eletron
Limburgs: Elektron
Ligure: Elettron
lumbaart: Elettron
lingála: Eléktron
lietuvių: Elektronas
latviešu: Elektrons
македонски: Електрон
മലയാളം: ഇലക്ട്രോൺ
монгол: Электрон
मराठी: विजाणू
Bahasa Melayu: Elektron
မြန်မာဘာသာ: အီလက်ထရွန်
Plattdüütsch: Elektron
नेपाली: इलेक्ट्रोन
नेपाल भाषा: इलेक्ट्रोन
Nederlands: Elektron
norsk nynorsk: Elektron
norsk: Elektron
Novial: Elektrone
occitan: Electron
ਪੰਜਾਬੀ: ਬਿਜਲਾਣੂ
polski: Elektron
Piemontèis: Eletron
پنجابی: الیکٹران
português: Elétron
Runa Simi: Iliktrun
română: Electron
русский: Электрон
русиньскый: Електрон
संस्कृतम्: विद्युदणुः
sicilianu: Elettrùni
Scots: Electron
سنڌي: برقيو
srpskohrvatski / српскохрватски: Elektron
Simple English: Electron
slovenčina: Elektrón
slovenščina: Elektron
Soomaaliga: Elektaroon
shqip: Elektroni
српски / srpski: Електрон
Seeltersk: Elektron
Basa Sunda: Éléktron
svenska: Elektron
Kiswahili: Elektroni
తెలుగు: ఎలక్ట్రాన్
Tagalog: Elektron
Türkçe: Elektron
татарча/tatarça: Электрон
ئۇيغۇرچە / Uyghurche: ئېلېكترون
українська: Електрон
اردو: برقیہ
oʻzbekcha/ўзбекча: Elektron
vèneto: Ełetron
vepsän kel’: Elektron
Tiếng Việt: Electron
Winaray: Electron
Wolof: Mbëjfepp
吴语: 电子
хальмг: Электрон
isiXhosa: Ii-electrons
ייִדיש: עלעקטראן
中文: 电子
文言: 電子
Bân-lâm-gú: Tiān-chú
粵語: 電子