أعرف أن شحنة الإلكترون ثابتة وتساوي تقريبًا (- 1.6 * (10 ^ 19-)) ولكن كيف تم معرفة هذه القيمة؟ وما علاقة هذه الشحنة بشحنة الذرة؟
يُمكنني مساعدتك في معرفة إجابة أسئلتك، فمن خلال معرفتي بمادة الكيمياء خلال دراستي، أعرف أنّ شحنة الإلكترون حُسبت من خلال تجربة علمية سُمّيت بتجربة قطرة الزيت أو تجربة ميليكان، والتي نفّذها العالمان روبرت ميليكان وهارفي فليتشر سنة 1909م.
تُنبى التجربة على تحريك قطرة زيت صغيرة جدًا ضمن مجال كهربائي بمعدل يوازن قوى الجاذبية، واللزوجة -عن تعرّض القطرة للهواء-، والقوة الكهربائية، يمكن حساب تلك القوى خلال الجاذبية واللزوجة حسب كمية وسرعة قطرة الزيت، فمنها يمكن استنتاج القوة الكهربائية، واعتمادًا على قانون القوة الكهربائية الذي يعتمد على الشحنة الكهربائية ومجال كهربي محدد القيمة ضمن التجربة، فيمكن حساب الشحنة الكهربائية لقطرة الزيت بدقة تامة.
يعدّ العالم جوزيف طومسون هو مكتشف الإلكترون من خلال تجربة أشعة الكاثود، حيث أثبت من خلال هذه التجربة أنّ القطب السالب في هذه التجربة يبعث بأشعة تحمل جسيمات مشحونة بشحنة سالبة وهي الإلكترونات، أثناء هذه التجربة من حساب كتلة الإلكترون وكذلك سرعته ممّا ساهم باستخدام الإلكترون في الكهرباء ومعرفة البناء الذري للعناصر الموجودة في الطبيعة.
تؤثر شحنة الإلكترون على شحنة الذرة، حيث أنّ نواة ذرات المواد في الطبيعة تتكوّن من عدّة مكونات وهي البروتونات والإلكترونات والنيوترونات، وكل من هذه المكونات تحمل شحنة تؤثر في شحنة الذرة واستقرارها، فالبروتونات تحمل شحنة مساوية لشحنة الإلكترونات ولكن بشحنة موجبة، والنيوترونات جسيمات متعادلة وبذلك تكون الذرة في هذه الحالة تحمل شحنة محايدة.
على الرغم من ذلك، عند حدوث تفاعل مع العناصر الأخرى تفقد العناصر إلكترونات وتمنحها لعناصر أخرى، فينتج عن هذه العملية أيونات موجبة وسالبة بحيث يكون الأيون موجبًا في حال أنّ عدد البروتونات أكبر من الإلكترونات داخل الذرة، وبالتالي يجعل الذرة تحمل شحنة موجبة بينما في الأيون السالب تكسب الذرة إلكترونات.
يعني أن تكسب الذرة إلكترونات أنّ عدد الإلكترونات أصبح أعلى من البروتونات، وبذلك تصبح الذرة تحمل شحنة سالبة وبالتالي يسمى أيونًا سالبًا، ويجدر بالذكر أنّ الذرات تفقد الإلكترونات أو تمنحها بهدف الوصول لحالة أكثر استقرارًا وتركيبًا والتي تكون مشابهة للغازات النبيلة، وهذا هو تأثير الإلكترونات على شحنة الذرة.