Gli elettroni sono particelle subatomiche caricate negativamente che sono attratte da un’orbita intorno al nucleo di un atomo carico positivamente . Risiedono in posizioni specifiche associate ai livelli di energia chiamate gusci e all’interno di ogni guscio.sono ulteriormente organizzati in sotto-gusci e orbitali
Gli elettroni si trovano in posizioni specifiche al di fuori del nucleo. Il guscio in cui risiede un elettrone indica il livello di energia generale dell’elettrone: quelli più vicini al nucleo hanno meno energia, mentre quelli che sono più lontani, hanno più energia. Il sotto-guscio descrive la posizione e il livello di energia dell’elettrone in modo più preciso, e l’orbitale descrive un’area di probabilità in cui un elettrone orbita intorno al nucleo. Gli elettroni che sono più vicini al nucleo hanno la più bassa quantità di energia, e con l’aumentare della distanza tra elettrone e nucleo, aumenta anche la quantità di energia che l’elettrone trasporta. Più lontano dal nucleo, c’è più spazio per gli elettroni per orbitare, quindi i gusci più esterni possno contenere più elettroni rispetto ai gusci più interni. Gli elettroni più esterni di un atomo risiedono nel guscio di valenza e sono indicati come elettroni di valenza. Questi elettroni formano legami ionici e covalenti con altri atomi.
L’elettrone è stata la prima particella subatomica ad essere scoperta. Alla fine degli anni 1890, J. J. Thomson eseguì una serie di esperimenti utilizzando tubi a raggi catodici che avrebbero portato alla scoperta dell’elettrone.
Un tubo a raggi catodici è un tubo di vetro con due elettrodi collegati a una fonte di energia che fornisce elettricità. Un aspiratore rimuove la maggior parte dell’aria dall’interno del tubo, e quando la tensione viene applicata attraverso gli elettrodi, un fascio di particelle viaggia dall’elettrodo caricato negativamente (catodo) all’elettrodo caricato positivamente (anodo). L’anodo ha un piccolo foro in modo che i raggi possano passarci attraverso. Un rivestimento di fosforo all’estremità opposta del tubo si illumina quando i raggi catodo lo colpiscono.
Thomson diresse il raggio catodo tra due piastre metalliche, una con una carica positiva e una con una carica negativa, e misurò la posizione del raggio all’estremità del tubo. Quando il raggio passò tra le due piastre, fu deviato lontano dalla piastra carica negativamente, piegandosi nella direzione della piastra caricata positivamente. Poiché le cariche respingono e attraggono cariche opposte, questo indica che le particelle che componevano il raggio catodo possedevano una carica negativa. Ulteriori esperimenti per calcolare il rapporto massa-carica delle particelle di catodo hanno rivelato che la massa di ogni singola particella caricata negativamente era piccola, circa 1/2000 della massa di qualsiasi atomo conosciuto. Thomson, quindi, concluse che ci devono essere molti elettroni presenti in un dato atomo. Più tardi, la scoperta di protoni e neutroni spiegheràe la distribuzione della massa e della carica neutra complessiva presente in un atomo.
