電子是帶負(fù)電的亞原子粒子。它可以是自由的(不屬于任何原子)，也可以被原子核束縛。原子中的電子在各種各樣的半徑和描述能量級(jí)別的球形殼里存在。球形殼越大，包含在電子里的能量越高。電子的電量為1.602189×10-19庫(kù)侖，是電量的最小單元。質(zhì)量為9.10953×10-28克。常用符號(hào)e表示。

古希臘和古代中國(guó)很早就發(fā)現(xiàn)了電現(xiàn)象。

近代對(duì)電子的認(rèn)識(shí)：

近代對(duì)電的研究始于18世紀(jì)美國(guó)科學(xué)家富蘭克林，他意識(shí)到閃電與摩擦起電是相似的，并且用風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)。他認(rèn)為在正常狀況下，每一種物質(zhì)都含有固定比例的電量。1800年，意大利科學(xué)家伏打發(fā)明了伏打電池，解決了平穩(wěn)電流的問(wèn)題。1831年，英國(guó)科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，用電動(dòng)機(jī)可以更方便地產(chǎn)生電流。到19世紀(jì)中葉，人們對(duì)于電已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)恼J(rèn)識(shí)，如靜電、導(dǎo)電、電的種類(lèi)等。

盡管對(duì)電現(xiàn)象有了相當(dāng)?shù)牧私?，但?duì)電的本質(zhì)深刻了解是從放電現(xiàn)象開(kāi)始的。1858年，德國(guó)的蓋斯勒制成了低壓氣體放電管。1859年，德國(guó)的普呂克爾利用蓋斯勒管進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)時(shí)看到了正對(duì)著陰極的玻璃管壁上產(chǎn)生出綠色的輝光。

1876年，德國(guó)的高德斯坦將不同的氣體釋人真空管，并且用不同的金屬做電極，但都得到同樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。于是，他認(rèn)為這種輝光與具體的物質(zhì)無(wú)關(guān)，是由陰極產(chǎn)生的某種射線所引起的，他把這種射線命名為陰極射線。陰極射線是由什么組成的?

19世紀(jì)末，有的科學(xué)家說(shuō)它是電磁波;有的科學(xué)家說(shuō)它是由帶電的原子所組成;有的則說(shuō)是由帶陰電的微粒組成，眾說(shuō)紛紜，一時(shí)得不出公認(rèn)的結(jié)論?？茖W(xué)家們對(duì)于陰極射線本質(zhì)的爭(zhēng)論，竟延續(xù)了20多年。

湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子：

到1897年，在湯姆孫的出色實(shí)驗(yàn)結(jié)果面前，真相才得以大白。湯姆孫的實(shí)驗(yàn)過(guò)程是這樣的，他將一塊涂有硫化鋅的小玻璃片，放在陰極射線所經(jīng)過(guò)的路途上，硫化鋅會(huì)發(fā)出閃光。這說(shuō)明硫化鋅能顯示出陰極射線的“徑跡”。

他發(fā)現(xiàn)在一般情況下，陰極射線是直線行進(jìn)的，但當(dāng)在射線管的外面加上電場(chǎng)，或用一塊蹄形磁鐵跨放在射線管的外面，結(jié)果發(fā)現(xiàn)陰極射線都發(fā)生了偏折。根據(jù)其偏折的方向，不難判斷出陰極射線帶電的性質(zhì)。

于是，湯姆孫得出結(jié)論:這些“射線”是帶負(fù)電的物質(zhì)粒子。但他反問(wèn)自已:“這些粒子是什么呢?它們是原子還是分子，還是別的什么物質(zhì)?”這需要作更精細(xì)的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)還不知道比原子更小的東西，因此湯姆孫假定這是一種被電離的原子，即帶負(fù)電的“離子”。

他要測(cè)量出這種“離子”的質(zhì)量來(lái)，為此，他設(shè)計(jì)了一系列既簡(jiǎn)單又巧妙的實(shí)驗(yàn):首先，單獨(dú)的電場(chǎng)或磁場(chǎng)都能使帶電體偏轉(zhuǎn)，而磁場(chǎng)對(duì)粒子施加的力是與粒子的速度有關(guān)的。湯姆孫對(duì)粒子同時(shí)施加一個(gè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，并調(diào)節(jié)到電場(chǎng)和磁場(chǎng)所造成的粒子的偏轉(zhuǎn)互相抵消，讓粒子仍作直線運(yùn)動(dòng)。

這樣，從電場(chǎng)和磁場(chǎng)的強(qiáng)度比值就能算出粒子的運(yùn)動(dòng)速度。而速度一旦找到后，單靠磁偏轉(zhuǎn)或者電偏轉(zhuǎn)就可以測(cè)出粒子的電荷與質(zhì)量的比值(稱(chēng)為荷質(zhì)比)。他發(fā)現(xiàn)這個(gè)比值和氣體的性質(zhì)無(wú)關(guān)，并且該值比起電解質(zhì)中氫離子的比值(這是當(dāng)時(shí)已知的最大量)還要大得多。

這說(shuō)明這種粒子的質(zhì)量比氫原子的質(zhì)量要小得多。前者大約是后者的2000分之1。湯姆孫稱(chēng)這種極小質(zhì)量的帶負(fù)電的粒子為電子。

1897年湯姆孫對(duì)電子的發(fā)現(xiàn)，使人類(lèi)認(rèn)識(shí)了第一個(gè)基本粒子，這在物理學(xué)史上具有劃時(shí)代的意義。湯姆孫也被稱(chēng)為“電子之父”。1906年，湯姆孫由于電子的發(fā)現(xiàn)和在氣體導(dǎo)電方面的理論以及實(shí)驗(yàn)研究而榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

放射性現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)后，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)放射性元素發(fā)射出的p射線，也會(huì)被電場(chǎng)偏轉(zhuǎn);而且p射線和陰極射線都有同樣的荷質(zhì)比。這些證據(jù)使得物理學(xué)家認(rèn)為陰極射線就是R射線，電子是原子的組成部分。

1909年，美國(guó)物理學(xué)家密立根做了一個(gè)著名實(shí)驗(yàn)，稱(chēng)為油滴實(shí)驗(yàn)，可以準(zhǔn)確地測(cè)量出電子的帶電量。至此，對(duì)電子有了全面的認(rèn)識(shí)。

所謂正電子，基本粒子的一種，帶正電荷，質(zhì)量和電子相等，是電子的反粒子。也叫陽(yáng)電子。最早是由狄拉克從理論上預(yù)言的。

1932年8月2日，美國(guó)加州工學(xué)院的安德森等人向全世界莊嚴(yán)宣告，他們發(fā)現(xiàn)了正電子。正電子，其質(zhì)量為m=9.1×10-31千克，電量為g=+1.6×10-19庫(kù)侖，自旋與電子相同。正電子是如何被檢測(cè)出來(lái)的呢?這就要借助于電磁場(chǎng)中的云霧室了。

我們知道，每一種物質(zhì)都存在飽和蒸汽壓，當(dāng)外界壓強(qiáng)大于該物質(zhì)的飽和蒸汽壓時(shí)，這種物質(zhì)的蒸汽就開(kāi)始凝結(jié)成液滴。但是如果蒸氣很純凈，這時(shí)即使外界壓強(qiáng)超過(guò)了它的飽和蒸汽壓，蒸汽卻不會(huì)自動(dòng)凝結(jié)，這就成了過(guò)飽和氣體。

如果這時(shí)在過(guò)飽和氣體中加上一個(gè)很小的擾動(dòng)，如帶電粒子的存在或其它雜質(zhì)的存在，氣體就會(huì)以這個(gè)雜質(zhì)為核心迅速凝結(jié)成小液滴。因此當(dāng)帶電粒子在過(guò)飽和蒸汽中飛行時(shí)，蒸汽就會(huì)沿著粒子飛行的徑跡凝結(jié)，從而我們通過(guò)觀測(cè)這些液滴的軌跡，就可以知道粒子的運(yùn)動(dòng)情況，這就是云霧室，是由著名物理學(xué)家威爾遜發(fā)明的。

正電子的發(fā)現(xiàn)也是利用云霧室來(lái)觀測(cè)的。在云霧室中充入過(guò)飽和的乙醚氣，當(dāng)物質(zhì)放射出正電子時(shí)，正電子穿過(guò)云霧室，在正電子運(yùn)行軌道中出現(xiàn)液滴線，通過(guò)外加磁場(chǎng)測(cè)量正電子的偏轉(zhuǎn)方向及半徑就可以知道它的帶電符號(hào)，及荷質(zhì)比(帶電量與質(zhì)量的比值)從而確定正電子的性質(zhì)。正電子的發(fā)現(xiàn)開(kāi)辟了一個(gè)新的研究領(lǐng)域，即反物質(zhì)領(lǐng)域的研究。

正電子湮沒(méi)譜技術(shù)對(duì)于表征材料的局域電子密度和原子結(jié)構(gòu)是一種極具特色的方法，主要的原理是正電子與材料中的電子發(fā)生湮沒(méi)會(huì)產(chǎn)生大量的γ射線，通過(guò)其攜帶的信息來(lái)獲取材料內(nèi)部的缺陷結(jié)構(gòu)，如空位，原子團(tuán)簇，超晶格結(jié)構(gòu)，量子點(diǎn)等。這些缺陷常常決定了材料的特殊性質(zhì)，包括機(jī)械性，磁性，電傳導(dǎo)性和光催化性等等。

正電子湮沒(méi)方法可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的形式清楚的表征材料中的空位信息，尤其對(duì)于材料中帶有負(fù)電性的缺陷(產(chǎn)生于摻雜或補(bǔ)償)能被定量的討論。因此，正電子湮沒(méi)技術(shù)已在基礎(chǔ)研究中發(fā)揮了巨大的作用，并在研究介孔材料、半導(dǎo)體材料、超導(dǎo)體材料、納米材料、凝聚態(tài)材料、高聚物化學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。

正電子可以通過(guò)多種方法來(lái)獲取，最通常的是通過(guò)放射性(β+)核素22Na來(lái)得到。雖然22Na在一定的時(shí)間內(nèi)相對(duì)產(chǎn)生的正電子密度較低(109個(gè)/秒)，但是它大的半衰期長(zhǎng)達(dá)2.6年，并且可以合理的使用時(shí)間為6～10年。另外，高密度的正電子還可以通過(guò)核反應(yīng)堆和粒子加速器取得。這些方法得到的正電子具有連續(xù)性且平均能量為幾百KeV，這些快速的正電子可以直接去表征幾百個(gè)微米厚的固體材料。而如果想要去表征薄膜或材料表面的缺陷信息，就要降低正電子束的能量且使其具有單一性。

正電子湮沒(méi)譜技術(shù)中最常用的方法包括正電子湮沒(méi)壽命譜(PALS)和多普勒展寬能譜(DBS)，近些年又發(fā)展了新型正電子湮沒(méi)多參數(shù)測(cè)量技術(shù)：符合多普勒展寬(CDB)能譜和慢正電子束流技術(shù)。

電子式是在元素符號(hào)周?chē)谩啊ぁ被颉啊痢北硎咀钔鈱与娮拥氖阶与娮邮揭话憧梢杂脕?lái)表示原子、離子、和物質(zhì)，它是人為抽取出來(lái)的一種用形象物質(zhì)代替抽象思維的式子。

電子式的書(shū)寫(xiě)規(guī)則：

1、原子的電子式

即在元素符號(hào)外將原子的最外層電子數(shù)標(biāo)出。如：

2、離子的電子式

①陽(yáng)離子：簡(jiǎn)單陽(yáng)離子最外層電子都是本身的，所以，電子式就是其離子符號(hào)。

②陰離子：無(wú)是簡(jiǎn)單陰離子還是復(fù)雜陰離子均用括號(hào)和電荷表示。

3、分子的電子式

①雙原子分子

②三原子分子

③多原子分子

④離子化合物

⑤官能團(tuán)