El Electrón y sus aplicaciones

El Electrón y sus aplicaciones

Historia del electrón 

     La palabra electrón proviene de la palabra griega "elektron" que traducida al español equivale a ámbar, los antiguos griegos observaron que al frotar un paño contra un trozo de ámbar este adquiría propiedades de atracción hacia otros materiales, dicho fenómeno es conocido hoy en día como electricidad estática y está basado en el intercambio de electrones entre el paño y el ámbar.

     La primera vez que se acuñó el término electrón fue en 1874 cuando el físico irlandés George Johnstone Stoney estudiando la naturaleza de la electricidad introdujo el concepto de electrón como la unidad fundamental de la electricidad.

     Fue en 1897 cuando Sir Jospeh J. Thomson en la universidad de Cambridge detectó mediante un experimento (rayos catódicos) la presencia de una partícula 2000 veces más ligera que el ión de hidrógeno, se había descubierto por primera vez en la historia la presencia de los electrones, confirmándose la existencia de estas diminutas partículas que forman parte del átomo. Pero no fue hasta 1909 cuando físico estadounidense Robert Millikan determinó con exactitud tanto la carga como su masa, dichos descubrimientos le permitieron acceder al premio nobel de física.

     El electrón posee una masa aproximada de 9.11 x 10^-31 kg y posee una carga eléctrica negativa de 1,60 x 10^-19 Coulomb, siendo la partícula atómica con carga más ligera jamás descubierta. Por último en el año 1932 el físico estadounidense Carl D. Anderson confirmó la presencia de la antipartícula del electrón, llamada positrón la cual tiene la misma masa y carga eléctrica pero con signo positivo.

Concepto 

     Un electrón es considerado como una partícula diminuta y fundamental que forma parte de la estructura del átomo con una carga eléctrica negativa y que orbita alrededor del núcleo atómico, el electrón aporta la mayoría de las propiedades fisico-químicas de los elementos y materiales del universo, el electrón es representado con el símbolo e^-

     Según los modelos clásicos, la estructura interna del átomo está compuesta por un núcleo con carga positiva al cual orbitan una serie de pequeñas partículas con carga negativa llamadas electrones, la suma de cargas positivas es igual al número de cargas negativas o electrones, haciendo neutro y estable el átomo.

     Con el transcurso del tiempo se descubrió que el núcleo de los átomos está formado por neutrones y protones, estos últimos son lo que aportan las cargas positivas al átomo, durante el último siglo y con la ayuda de los aceleradores de partículas se descubrió que los neutrones y protones a su vez están formados por partículas subatómicas denominadas quarks, mientras que los electrones parecen que no están formados por otro tipo de partículas subatómicas, por ello se considera al electrón como una partícula fundamental.

Aplicaciones 

     Los electrones intervienen y aportan la mayoría de las propiedades fisco-químicas de los elementos que nos rodean, el magnetismo de un imán es producido por el ordenamiento de los electrones en una sola dirección, las fuerzas de atracción y repulsión de cualquier átomo, molécula o material están basadas en el exceso o ausencia de electrones, los procesos químicos de oxidación están basados en un transvase de electrones de un material a otro, los enlaces químicos que forman las moléculas, tejidos y órganos que crean la vida del universo están basados en la compartición o emisión y aceptación de electrones entre los átomos, la electricidad que alimenta a todos los aparatos y máquinas que utilizamos diariamente está basado en el movimiento o flujo de electrones... Como puedes observar esta diminuta partícula es la fuente de la vida y de todos los materiales que nos rodean. 

     

Sin duda la aplicación más conocida de los electrones es la generación de corriente eléctrica como fuente de energía a los diversos aparatos y máquinas de uso cotidiano, la corriente eléctrica se basa en un flujo de electrones de un punto a otro, 1 amperio eléctrico corresponde a un flujo de 6,25 x 1018 electrones por segundo. 

     Las baterías de los coches, ordenadores portátiles y smartphones, los motores eléctricos que permiten el movimiento de trenes de alta velocidad, la generación de aire frio o caliente mediante máquinas frigoríficas, la iluminación y el alumbrado de todas las casas, industrias y ciudades del mundo, la energía que alimenta a nuestra televisión, batidora, radio, aspiradora, lavavajillas y demás electrodomésticos, la procesos químicos de recubrimientos de metales conocidos como galvanoplastia... todos están basados en la electricidad y por ende en los electrones. 

     

Los rayos X están basados en el fenómeno de radiación de energía cuando un haz de electrones choca con un material, dicha radiación es altamente penetrante y permite por ejemplo su uso en radiografías médicas para el diagnósticos de enfermedades así como para su tratamiento, en la industria se utilizan como medios para analizar y validar materiales mediante ensayos no destructivos como herramienta de verificación y calidad, en el campo de la investigación se utilizan en observatorios espaciales como telescopios. 

     

Haces de electrones utilizados en los proceso de soldadura, corte y creación de objetos a nivel industrial así como la limpieza y desinfección en tratamientos de superficies, en el área de la investigación los haces de electrones son el principio de funcionamiento de los microscopios electrónicos que nos permiten observar cualquier tipo de de material u organismo a nivel atómico.