電子是帶負電的亞原子粒子。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庫侖，是電量的最小單元。質(zhì)量為9.10953×10-28克。常用符號e表示。

古希臘和古代中國很早就發(fā)現(xiàn)了電現(xiàn)象。

近代對電子的認識：

近代對電的研究始于18世紀美國科學家富蘭克林，他意識到閃電與摩擦起電是相似的，并且用風箏實驗加以證實。他認為在正常狀況下，每一種物質(zhì)都含有固定比例的電量。1800年，意大利科學家伏打發(fā)明了伏打電池，解決了平穩(wěn)電流的問題。1831年，英國科學家法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，用電動機可以更方便地產(chǎn)生電流。到19世紀中葉，人們對于電已經(jīng)有了相當?shù)恼J識，如靜電、導電、電的種類等。

盡管對電現(xiàn)象有了相當?shù)牧私?，但對電的本質(zhì)深刻了解是從放電現(xiàn)象開始的。1858年，德國的蓋斯勒制成了低壓氣體放電管。1859年，德國的普呂克爾利用蓋斯勒管進行放電實驗時看到了正對著陰極的玻璃管壁上產(chǎn)生出綠色的輝光。

1876年，德國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，但都得到同樣的實驗結(jié)果。于是，他認為這種輝光與具體的物質(zhì)無關(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世紀末，有的科學家說它是電磁波;有的科學家說它是由帶電的原子所組成;有的則說是由帶陰電的微粒組成，眾說紛紜，一時得不出公認的結(jié)論?？茖W家們對于陰極射線本質(zhì)的爭論，竟延續(xù)了20多年。

湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子：

到1897年，在湯姆孫的出色實驗結(jié)果面前，真相才得以大白。湯姆孫的實驗過程是這樣的，他將一塊涂有硫化鋅的小玻璃片，放在陰極射線所經(jīng)過的路途上，硫化鋅會發(fā)出閃光。這說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的，但當在射線管的外面加上電場，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”是帶負電的物質(zhì)粒子。但他反問自已:“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)?”這需要作更精細的實驗。當時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，即帶負電的“離子”。

他要測量出這種“離子”的質(zhì)量來，為此，他設(shè)計了一系列既簡單又巧妙的實驗:首先，單獨的電場或磁場都能使帶電體偏轉(zhuǎn)，而磁場對粒子施加的力是與粒子的速度有關(guān)的。湯姆孫對粒子同時施加一個電場和磁場，并調(diào)節(jié)到電場和磁場所造成的粒子的偏轉(zhuǎn)互相抵消，讓粒子仍作直線運動。

這樣，從電場和磁場的強度比值就能算出粒子的運動速度。而速度一旦找到后，單靠磁偏轉(zhuǎn)或者電偏轉(zhuǎn)就可以測出粒子的電荷與質(zhì)量的比值(稱為荷質(zhì)比)。他發(fā)現(xiàn)這個比值和氣體的性質(zhì)無關(guān)，并且該值比起電解質(zhì)中氫離子的比值(這是當時已知的最大量)還要大得多。

這說明這種粒子的質(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。湯姆孫稱這種極小質(zhì)量的帶負電的粒子為電子。

1897年湯姆孫對電子的發(fā)現(xiàn)，使人類認識了第一個基本粒子，這在物理學史上具有劃時代的意義。湯姆孫也被稱為“電子之父”。1906年，湯姆孫由于電子的發(fā)現(xiàn)和在氣體導電方面的理論以及實驗研究而榮獲諾貝爾物理學獎。

放射性現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)后，物理學家發(fā)現(xiàn)放射性元素發(fā)射出的p射線，也會被電場偏轉(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)使得物理學家認為陰極射線就是R射線，電子是原子的組成部分。

1909年，美國物理學家密立根做了一個著名實驗，稱為油滴實驗，可以準確地測量出電子的帶電量。至此，對電子有了全面的認識。

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。也叫陽電子。最早是由狄拉克從理論上預言的。

1932年8月2日，美國加州工學院的安德森等人向全世界莊嚴宣告，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庫侖，自旋與電子相同。正電子是如何被檢測出來的呢?這就要借助于電磁場中的云霧室了。

我們知道，每一種物質(zhì)都存在飽和蒸汽壓，當外界壓強大于該物質(zhì)的飽和蒸汽壓時，這種物質(zhì)的蒸汽就開始凝結(jié)成液滴。但是如果蒸氣很純凈，這時即使外界壓強超過了它的飽和蒸汽壓，蒸汽卻不會自動凝結(jié)，這就成了過飽和氣體。

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

正電子的發(fā)現(xiàn)也是利用云霧室來觀測的。在云霧室中充入過飽和的乙醚氣，當物質(zhì)放射出正電子時，正電子穿過云霧室，在正電子運行軌道中出現(xiàn)液滴線，通過外加磁場測量正電子的偏轉(zhuǎn)方向及半徑就可以知道它的帶電符號，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)開辟了一個新的研究領(lǐng)域，即反物質(zhì)領(lǐng)域的研究。

正電子湮沒譜技術(shù)對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)生湮沒會產(chǎn)生大量的γ射線，通過其攜帶的信息來獲取材料內(nèi)部的缺陷結(jié)構(gòu)，如空位，原子團簇，超晶格結(jié)構(gòu)，量子點等。這些缺陷常常決定了材料的特殊性質(zhì)，包括機械性，磁性，電傳導性和光催化性等等。

正電子湮沒方法可以通過實驗的形式清楚的表征材料中的空位信息，尤其對于材料中帶有負電性的缺陷(產(chǎn)生于摻雜或補償)能被定量的討論。因此，正電子湮沒技術(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、半導體材料、超導體材料、納米材料、凝聚態(tài)材料、高聚物化學等學科領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。

正電子可以通過多種方法來獲取，最通常的是通過放射性(β+)核素22Na來得到。雖然22Na在一定的時間內(nèi)相對產(chǎn)生的正電子密度較低(109個/秒)，但是它大的半衰期長達2.6年，并且可以合理的使用時間為6～10年。另外，高密度的正電子還可以通過核反應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。

正電子湮沒譜技術(shù)中最常用的方法包括正電子湮沒壽命譜(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多參數(shù)測量技術(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周圍用“·”或“×”表示最外層電子的式子電子式一般可以用來表示原子、離子、和物質(zhì)，它是人為抽取出來的一種用形象物質(zhì)代替抽象思維的式子。

電子式的書寫規(guī)則：

1、原子的電子式

即在元素符號外將原子的最外層電子數(shù)標出。如：

2、離子的電子式

①陽離子：簡單陽離子最外層電子都是本身的，所以，電子式就是其離子符號。

②陰離子：無是簡單陰離子還是復雜陰離子均用括號和電荷表示。

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