Elétron
Explore o interior de um átomo para descobrir o layout de seu núcleo, prótons e elétrons. Descrição do arranjo dos elétrons nos átomos de vários elementos. Encyclopædia Britannica, Inc. Veja todos os vídeos para este artigo
Elétron , estável mais leve partícula subatômica conhecido. Ele carrega uma carga negativa de 1,602176634 × 10-19 coulomb , que é considerada a unidade básica de carga elétrica. A massa restante do elétron é 9,1093837015 × 10-31 kg , que é apenas1/1.836a massa de um próton . Um elétron é, portanto, considerado quase sem massa em comparação com um próton ou um nêutron, e a massa do elétron não é incluída no cálculo do número de massa de um átomo .
O elétron foi descoberto em 1897 pelo físico inglês J.J. Thomson durante investigações de raios catódicos. Sua descoberta de elétrons, que ele inicialmente chamou de corpúsculos, desempenhou um papel fundamental na revolução do conhecimento da estrutura atômica. Em condições normais, os elétrons estão ligados aos núcleos carregados positivamente de átomos pela atração entre cargas elétricas opostas. Em um átomo neutro, o número de elétrons é idêntico ao número de cargas positivas no núcleo. Qualquer átomo, entretanto, pode ter mais ou menos elétrons do que cargas positivas e, portanto, ter carga negativa ou positiva como um todo; esses átomos carregados são conhecidos como íons . Nem todos os elétrons estão associados a átomos; alguns ocorrem em um estado livre com íons na forma de matéria conhecida como plasma .
Dentro de qualquer átomo, os elétrons se movem sobre o núcleo em um arranjo ordenado de orbitais , a atração entre os elétrons e o núcleo superando a repulsão entre os elétrons que, de outra forma, os faria se separar. Esses orbitais são organizados em camadas concêntricas que procedem para fora do núcleo com um número crescente de sub-camadas. Os elétrons nos orbitais mais próximos do núcleo são mantidos com mais força; aqueles nos orbitais mais externos são protegidos por elétrons intermediários e são os mais frouxamente mantidos pelo núcleo. Conforme os elétrons se movem dentro dessa estrutura, eles formam uma nuvem difusa de carga negativa que ocupa quase todo o volume do átomo. O arranjo estrutural detalhado dos elétrons dentro de um átomo é conhecido como o configuração eletronica do átomo. A configuração eletrônica determina não apenas o tamanho de um átomo individual, mas também a natureza química do átomo. A classificação de elementos dentro de grupos de elementos semelhantes no tabela periódica , por exemplo, é baseado na semelhança em suas estruturas eletrônicas.
orbitais atômicos Os elétrons preenchem os níveis das camadas e das sub-camadas em um processo semirregular, conforme indicado pelas setas acima. Depois de preencher o primeiro nível de casca (com apenas um s subcamada), os elétrons se movem para o segundo nível s subcamada e, em seguida, no p subshell antes de começar em outro nível de shell. Por causa de seu estado de baixa energia, o 4 s orbital preenche antes do 3 d , e depois s orbitais se enchem de forma semelhante (por exemplo, 6 s preenche antes de 4 f ) Encyclopædia Britannica, Inc.
No campo da física de partículas, existem duas maneiras de classificar os elétrons. O elétron é um férmion, um tipo de partícula que leva o nome das estatísticas de Fermi-Dirac que descrevem seu comportamento. Todos os férmions são caracterizados por valores de meio-inteiro de seu spin, onde o spin corresponde ao intrínseco momento angular da partícula. O conceito de spin está incorporado na equação de onda do elétron formulada por P.A.M. Dirac. A equação de onda de Dirac também prevê a existência da contraparte de antimatéria do elétron, o pósitron . Dentro do grupo férmion de partículas subatômicas, o elétron pode ser classificado como leptão. Um leptão é uma partícula subatômica que reage apenas pelo eletromagnético , fraco , e gravitacional forças; não responde à força forte de curto alcance que atua entre os quarks e liga prótons e nêutrons no núcleo atômico.
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