Atomhülle (Elektronen)

Entscheidend für die Entdeckung des Elektrons waren Joseph John Thomsons Versuche mit Kathodenstrahlen im Jahr 1897, welche durch Erhitzung von Metalldrähten entsteht. Diese Kathodenstrahlen enthielten unabhängig vom Material immer die gleichen Teilchen, welche wir heute als Elektronen kennen. Die negative Ladung des Kathodenstrahls konnte man durch elektrische Felder nachweisen, aber die genaue Elementarladung eines Elektrons konnte erst 1909 durch Robert Millikan nachgewiesen werden, welcher für seine Forschung 1923 den Nobelpreis für Physik erhielt.  Beim sogenannten Millikan-Versuch werden kleine Öltröpfchen in einem elektrischen Feld fallen gelassen werden. Ist die negative Ladung groß genug können sich dabei Gewichtskraft und elektrische Kraft aufheben und das Öltröpfchen schwebt (F_G = F_el). Ist die Masse des Tröpfchens bekannt, kann daraus die Elementarladung berechnet werden. So gelang es Millikan die Elementarladung relativ genau zu bestimmen:

Elementarladung e: 1,602*10^-19 C

Mit dieser Erkenntnis konnte gleichzeitig auch die Masse des Elektrons berechnet werden.

Masse Elektron m_e: 9,109*10^-31

Wegen seiner extrem kleinen Masse spielt das Elektron für die Masse der Atome keine Rolle. Da Elektronen jedoch frei beweglich in der Atomhülle sind, sind sie für die chemischen Reaktionen besonders interessant. Auch die Auf- und Abnahme der Elektronen, welche zu sogenannten Ionen führt, ist ein zentrales Gebiet der Chemie.