Electrón

Te explicamos qué es un electrón, cuáles son sus características y cómo fue el descubrimiento de esta partícula subatómica.

¿Qué es un electrón?

Un electrón es un tipo de partícula subatómica que presenta carga eléctrica negativa y que orbita activamente el núcleo atómico (compuesto por protones y neutrones), que presenta una carga eléctrica positiva.

El tamaño de un electrón es 1836 veces menor que el de los protones (aportan el 0,06 % de la masa total de un átomo) y, al no tener subestructuras ni divisiones, se lo considera una partícula elemental de la materia.

Los electrones juegan un rol esencial en determinas fuerzas y fenómenos físicos de la naturaleza, como la electricidad, el magnetismo o la conductividad térmica, y en gran medida determinan las uniones atómicas, tanto iónicas (de pérdida o ganancia de electrones) o covalentes (de uso conjunto de electrones). Los electrones generan campos eléctricos que afectan a las partículas cargadas a su alrededor.

El origen de los electrones, conforme a la teoría más aceptada respecto del origen del universo, apunta a que se formaron durante los primeros milisegundos del Big Bang, cuyas temperaturas superaban los 1010 K, suficientes para formar pares de positrones (e+) – electrones (e-) que se aniquilaban entre sí por tener carga eléctrica contraria.

Por razones desconocidas, el número de electrones fue muy superior al de los protones, por lo que sobrevivieron y empezaron a ser atraídos por los primeros protones cuando el universo se enfrió lo suficiente, formando así los átomos más elementales de la naturaleza.

La cantidad de electrones en los átomos de la materia determina que ésta tenga una carga neutra (equilibrio entre protones y electrones), positiva (escasez de electrones) o negativa (exceso de electrones).

Al mismo tiempo, existen electrones “libres” que pueden desplazarse de un átomo a otro de la materia, generando flujos eléctricos o campos magnéticos, dependiendo de la temperatura a la que se encuentren. Existen materiales que se conocen como conductores, en los que los electrones pueden moverse libremente de átomo en átomo y así generar flujos de átomos en movimiento, lo que conoce como corriente eléctrica.

Ver además: Modelo atómico de Rutherford

Características de un electrón

Los electrones pertenecen a un tipo de partículas elementales llamadas leptones. Existen también otros dos grupos de partículas elementales denominadas quarks y bosones. Para cada tipo de partícula existen tres familias o generaciones.

Los electrones son los leptones con carga eléctrica de menor masa del conjunto, y pertenecen a la primera generación de partículas fundamentales (la segunda y tercera generación contiene a las partículas muon y tau).

La masa de un electrón es siempre 9,019 x 10-31 kg y su carga eléctrica respectiva es de -1,602 x 10-19 coulomb, lo cual representa una carga idéntica a la del protón, pero de signo opuesto. Esa medida es conocida como la carga elemental de la naturaleza.

¿Quién descubrió el electrón?

El electrón fue descubierto a finales del siglo XIX, gracias a sucesivas investigaciones en el campo de la conductividad eléctrica en gases. Utilizando rayos catódicos se observaron fenómenos que llevaron a la conclusión de que estos rayos eran partículas cargadas negativamente, llamadas inicialmente corpúsculos y que tenían la milésima parte de la masa del ion de hidrógeno, el menos masivo de todos los átomos. Lo curioso es que al variar la naturaleza del gas empleado, estas partículas conservaban todas sus características.

A fines del siglo XIX, el irlandés George Francis Fitzgerald las bautizó “electrones”, nombre que desde el principio gozó de aceptación general. La pertenencia de estas partículas a la estructura del átomo se postuló alrededor de 1900, gracias a los experimentos de Rutherford, Moseley, Franck y Hertz, y al modelo atómico propuesto posteriormente por Niels Bohr.