Electrón


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Fig. 1. Un dibujo que muestra el aspecto de un átomo. Observe cuánta área ocupa la nube de electrones en comparación con el núcleo.[1]

Los electrones son partículas con cargo negativo, que existen en una nube alrededor del núcleo de un átomo. Son inimaginablemente pequeños, tan pequeños que se necesita la mecánica cuántica para explicar su comportamiento peculiar, y hasta donde la física ha podido determinar son una partícula fundamental. Para el alcance de esta enciclopedia, es mejor imaginar los electrones como partículas diminutas que "orbitan" el núcleo de un átomo (los otros recursos a continuación proporcionarán una interpretación más avanzada). Sin embargo, en lugar de la fuerza gravitacional que es responsable de las lunas que orbitan los planetas, las fuerzas electromagnéticas hacen que los electrones "orbiten" los núcleos. Para obtener más información sobre la física de los electrones, consulte HyperPhysics.

A continuación se muestran algunas propiedades de un electrón.[2] Tenga en cuenta que el radio del electrón es tan pequeño que nadie ha podido detectarlo, pero es increíblemente redondo: "si el electrón se magnificara al tamaño del sistema solar, aún parecería esférico dentro del ancho de un cabello humano."[3]

Masa [math]9.11 \times 10^{-31}[/math] kg
Carga [math]1.60 \times 10^{-19}[/math] C
Radio menor que [math] 10^{-18}[/math] m
Desviación de la esfera menor que [math] 10^{-26}[/math] m

Electrones y electricidad

La electricidad es el flujo de electrones a través de un conductor, generalmente en forma de cable, este flujo se llama corriente eléctrica. Para que se produzca este flujo, los electrones deben romper su enlace atómico (la electricidad es el flujo de electrones, no el flujo de electrones y los núcleos a los que están unidos). Romper el enlace atómico entre un electrón y su núcleo requiere energía, que hace que el electrón supere la fuerza electromagnética que lo restringe y, por lo tanto, fluya libremente. Esta energía necesaria se puede obtener de varias fuentes diferentes, y algunos ejemplos son:

Material conductor

Todas las formas de materia contienen electrones, sin embargo, los electrones en ciertos materiales están débilmente unidos a sus núcleos. Estos materiales (conocidos como conductores o metales) requieren muy poca energía para crear una corriente eléctrica, porque los electrones débilmente unidos requieren mucha menos energía para vencer la fuerza electromagnética que los mantiene en su lugar.

¿Qué genera el flujo de electrones?

Los generadores eléctricos son dispositivos que utilizan el principio de inducción electromagnética; este es el proceso de mover un conductor a través de un campo magnético para crear un flujo de electrones. Tenga en cuenta que solo se necesita un movimiento relativo del conductor y el campo magnético, lo que significa que el campo magnético podría moverse mientras el conductor está inmovil. Cuando los electrones del conductor atraviesan un campo magnético (si el campo es lo suficientemente fuerte y la velocidad relativa de los conductores a través del campo es lo suficientemente rápida), los enlaces de los electrones a sus núcleos se romperán y se inducirá un flujo. Para inducir un alto nivel de flujo de electrones, se necesita una gran cantidad de energía para crear una velocidad relativa entre el conductor y los imanes.

Las reacciones químicas dentro de las baterías también crean una fuerza electromotriz que hace que los electrones fluyan en un circuito. Los fotones (energía luminosa) también pueden hacer que los electrones fluyan cuando chocan contra una celda fotovoltaica.

Recursos externos

Para obtener más información sobre cómo los electrones forman materia con protones y neutrones, consulte nuestra página sobre átomos. Para una física más profunda del electrón, consulte HyperPhysics. Para obtener más información sobre cómo los electrones son relevantes para la química, consulte la wiki de UC Davis. Para jugar con diferentes modelos de electrones alrededor de un átomo, consulte los modelos de PhET del átomo de hidrógeno.

Ver lecturas adicionales

Referencias

  1. "The electron cloud" internet: http://letstalkaboutscience.wordpress.com/2012/02/16/the-electron-cloud/
  2. R. D. Knight, "Milikan and the fundamental unit of charge" in Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach, 2nd ed. San Francisco, U.S.A.: Pearson Addison-Wesley, 2008, ch.38, sec 5, pp. 1192.
  3. "Electron is surprisingly round, say scientists following 10 year study" accessed: https://phys.org/news/2011-05-electron-surprisingly-scientists-year.html May 18th, 2018. The original paper is "Improved measurement of the shape of the electron" by Hudson et al. Nature 473, 493-496, May 26 2011. Accessed: https://www.nature.com/articles/nature10104

Autores y redactores

Bethel Afework, Ethan Boechler, Allison Campbell, Jonathan Elbaz, Fatima Garcia, Jordan Hanania, Braden Heffernan, Ellen Lloyd, Kailyn Stenhouse, Luisa Vargas Suarez, Jasdeep Toor, Jason Donev
Última actualización: 9 noviembre, 2021
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