Электрон — это субатомная частица, присутствующая во всех атомах. В отличие от протонов, нейтронов или ядер атомов, электроны являются элементарными частицами, что означает, что они не состоят из более мелких частиц. Кроме того, у электронов практически нет массы по сравнению с протонами и нейтронами. Электроны окружают ядро атома, а не являются его частью.
Обычно электроны связаны с ядрами атомов из-за их отрицательного заряда, который взаимодействует с положительным зарядом ядра. В нейтральном атоме число электронов равно числу положительных зарядов в ядре.
Все элементы в таблице Менделеева нейтральны. Однако любой атом может иметь больше или меньше электронов, чем положительных зарядов, что делает его отрицательно или положительно заряженным. Такие заряженные атомы называются ионами: отрицательно заряженные — анионами, положительно заряженные — катионами.
Атомы теряют электроны в результате взаимодействия с внешними силами. Когда электрон получает дополнительную энергию, он может возбудиться, что происходит при поглощении фотона (пакета света) или столкновении с соседним атомом или частицей. Электроны могут получить достаточно энергии, чтобы покинуть атомное ядро, образуя плазму вместе с ионами.
В отличие от старых представлений, согласно которым электроны вращаются вокруг ядра подобно Луне вокруг Земли, современные ученые считают, что электроны образуют облако, разделенное на оболочки. Эти оболочки можно сравнить с различными слоями земной атмосферы. Электроны не занимают определенные точки в этих оболочках. Согласно квантовой механике, электроны ведут себя как частицы и волны, и вероятность их нахождения в различных областях оболочек различается.
Атомы имеют несколько оболочек, каждая из которых состоит из подуровней. Чем дальше от ядра находится оболочка, тем больше электронов она может удерживать и тем выше энергетические уровни этих электронов.
Если внешние оболочки заполнены, элемент становится менее реакционноспособным. Именно поэтому элементы последнего столбца таблицы Менделеева — гелий, неон и другие — называются благородными газами, так как они практически не вступают в реакции.
Когда электроны возбуждаются, получая энергию, а затем возвращаются в свои исходные оболочки, атом испускает фотон. Длина волны фотона зависит от расстояния, на которое электрон возвращается к ядру. Эти длины волн специфичны для каждого элемента.
