전자
위키백과 ― 우리 모두의 백과사전.
전자 (電子, Electron) 는 음(-)의 전하를 띠고 있는 기본 입자이다. 원자 내부에서 양성자와 중성자로 구성된 원자핵의 주위에 분포한다.
[편집] 역사
전자 탐구의 역사는 톰슨의 음극선 실험을 시작으로 지금에 이른다. 톰슨은 진공방전관을 실험하다가 0.1Pa의 낮은 기압에서의 진공방전에서 엷은 연두색의 형광빛이 생기는 것을 보았다. 또한 그 빛은 음극에서 나와 양극으로 흘러갔다. 톰슨의 실험결과는 이렇다.
- 음극선(cathode ray)은 직진한다.
- 음극선에는 운동에너지가 존재한다.
- 자기장이 작용할 때 휜다.
- 전기장이 작용할때에도 휜다.(이 때 음극선은 양극쪽으로 휘어지게 된다.)
- 질량을 갖고 있다.
이후 미국의 밀리칸은 기름방울 실험을 통해 전자의 비전하량을 측정했다. 그가 사용한 방법은 다음과 같다.
- 기름방울을 서스펜션의 형태로 흩뿌린다.
- 전기장을 사용한다.
이로써 밀리칸은 기름방울의 비전하를 측정했고 많은 기름방울을 측정한 결과, 그 값이 대략 1.60×10-19의 정수배값을 갖게된다는 것을 확인했다. 현재의 정밀한 기술에 의한 실험결과는 e = 1.60217733×10-19C이다. 한편 톰슨의 공식 
= 1.759×1011C/kg에 대입하면 전자의 질량(m=9.1093897×10-31kg)을 구할 수 있다. 원자와 전자의 관계는 닐스 보어가 양자 역학적으로 원자를 이해하려고 시도한 이후, 헨리 모즐리의 X선 스펙트럼 실험이 뒤따르면서 구체적으로 밝혀지기 시작했다.
[편집] 물리적 성질
전자는 음(-)의 전하값을 가지며 그 전하값은 -1로 놓는다. 빛 뿐 아니라 전자 역시 입자파동 이중성을 갖는다는 것이 밝혀졌고 하이젠베르크의 불확정성원리에 의하면 전자의 위치나 운동량에 대해서 확률만 알 수 있을뿐, 정확한 값은 결코 구할 수 없다. 오비탈 이론에서는 전자 존재확률 90%인 경계면을 보통 원자의 경계면이라고 한다. 한편 전자기역학적으로 전자는 핵심 역할을 한다.
[편집] 화학적 성질
화학에서는 주로 원자가전자에 대해 상세히 배우는데 그 이유는 원자가전자가 원자의 성질을 결정하는데 아주 중요하기 때문이다. 원자가전자가 1개이면 알칼리 금속으로 양이온이 되려고 하며 특히 할로겐과 반응을 격렬히 한다. 원자가전자가 8개이면 일원자분자 형태로 존재하고 반응을 거의 안하는데 그 이유는 옥텟 법칙에 따라 원자가전자가 8개일 때 원자가 가장 안정하기 때문이다.
| 물리학의 기본입자 | |
|---|---|
| 페르미온 | 쿼크: 위 | 아래 | 야릇한 | 맵시 | 바닥 | 꼭대기 |
| 렙톤: 전자 | 뮤온 | 타우온 | 중성미자 | |
| 게이지 보존 | 광자 | W 보존 | Z 보존 | 글루온 |
| 미관측 입자 | 힉스 보존 | 중력자 | 기타 가설 입자 |
