Электрон
ЭЛЕКТРОН (символ е- ,
е), стабильная элементарная частица с наименьшим отрицат. электрич. зарядом.
Абс. величина заряда Э. e= 1,6021892 x 10-19 Кл, или
4,803242 x 10-10 ед. СГСЕ. Масса покоя Э. те
= 9,109534 x 10-28 г. Спин Э. равен
(
-постоянная Планка); система Э. подчиняется статистике Ферми - Дирака (см.
Статистическая
термодинамика). Магн. момент Э., связанный с его спином, равен -1,00116
,
где 
магнетон
Бора.
Э.- первая элементарная частица, открытая
в физике (Дж. Дж. Томсон, 1897); соответствующая ему античастица -позитрон
е+ - была открыта в 1932. Э. относится к классу лептонов, т.
е. частиц, не проявляющих сильного взаимодействия, в то же время он участвует
в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях (см.
Элементарные
частицы). Э. могут возникать при распаде отрицательно заряженного мюона,
-распаде,
др. р-циях элементарных частиц. Примером р-ций с превращением Э. может
служить аннигиляция Э. и позитрона с образованием двух 
-квантов:
В классич. электродинамике Э. рассматривается
как частица, движение к-рой подчиняется ур-ниям Лоренца-Максвелла. Сформулировать
понятие "размер Э." можно лишь условно, хотя величину r0
= е2/тес2 и принято наз. классич.
радиусом Э. Описание поведения Э. в потенц. полях, отвечающее эксперим.
данным, удалось дать лишь на базе квантовой теории, согласно к-рой движение
Э. подчиняется ур-нию Шрёдингера для нерелятивистских явлений и ур-нию
Дирака для релятивистских (см. Квантовая механика). Вычисляемые
в релятивистской квантовой теории характеристики Э., напр. магн. момент,
с чрезвычайно высокой точностью совпадают с их эксперим. значениями.
Э. входят в состав всех атомов и молекул;
они определяют многие оптич., электрич., магн. и хим. св-ва в-ва. Удаление
Э. из нейтрального атома или молекулы на бесконечность приводит к появлению
положит. иона; присоединение Э.- к отрицат. иону; миним. энергия, необходимая
для удаления Э. либо выделяющаяся при присоединении Э.,- важная характеристика
частицы, определяющая ее окислит.-восстановит. способность (см. Потенциал
ионизации, Сродство к электрону).
В химии с Э. связывают образование разл.
квантовых состояний молекул. Согласно адиабатическому приближению
Э.
молекулы движутся в фиксир. поле ядер, к-рое считается внешним по отношению
к системе Э. Возникновение хим. связи между атомами обусловлено более сильным
понижением электронной энергии системы при сближении атомов по сравнению
с увеличением энергии отталкивания ядер. Анализ энергии системы Э. при
разл. геом. конфигурациях ядер (см. Поверхность потенциальной энергии)позволяет судить о наиб. стабильных (равновесных) конфигурациях молекул,
относит. стабильности разл. конформеров, колебат.-вращат. уровнях для каждого
из электронных состояний и, что весьма важно,- о возможных путях и механизмах
превращений хим. соед. (см. Реакционная способность).
Распределение
электронной плотности в в-вах - реагентах и изменение этого распределения
при хим. взаимод. учитывается при изучении динамики элементарного акта
р-ции.
Ценную информацию о строении молекул в
разл. квантовых состояниях дает изучение углового распределения Э., выбиваемых
из молекул при разл. физ. воздействиях, напр. при облучении квантами достаточно
высокой энергии либо при столкновениях с Э. (см. Фотоэлектронная спектроскопия).
Наличие у Э. спина, приводящее к существованию электронных состояний
молекул разл. мультиплетности, и связанного со спином магн. момента
позволяет изучать расщепление мультиплетных состояний в магн. поле (см.
Электронный парамагнитный резонанс). Со спином Э. связаны и различие
св-в диа- и парамагнетиков в магн. поле, ферромагнетизм, антиферромагнетизм
и т.д. Св-ва мн. материалов, в частности металлов и им подобных соед.,
определяются системой электронов, образующих своего рода электронный газ
(см. Металлическая связь). С коллективными состояниями системы
электронов связано возникновение сверхпроводящего состояния в-ва (см. Сверхпроводники).
Управляемые
потоки Э. широко используют в технике, напр. в вакуумной электронике, а
создаваемые в ускорителях потоки электронов высокой энергии - в исследованиях
пов-сти твердых тел. В конденсир. среде Э. может быть захвачен молекулами
среды и существовать в таком состоянии длительное время, напр. в р-рах
щелочных металлов в аммиаке в отсутствие кислорода - в течение неск. месяцев
(см. Сольватированный электрон).
Лит.: Андерсон Д., Открытие электрона, пер. с англ., М., 1968; Т оме он Г. П., "Успехи физ. наук", 1968, т. 94, в. 2, с. 361-70; Бейзер А., Основные представления современной физики, пер. с англ., М., 1973; Салем Л., Электроны в химических реакциях, пер. с англ., М., 1985; Пономарев Л.И., Под знаком кванта, 2 изд., М., 1989.
Н. Ф. Степанов.
