El descubrimiento del electrón

El físico irlandés George Johnstone Stoney sugirió que existía una cantidad definida de electricidad , la carga de un ion monovalente, y fue capaz de estimar el valor de tal carga mediante las Leyes de Faraday de la electrólisis que dicen:
 La masa de una sustancia depositada en un electrodo durante la electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad transferida a este electrodo. La cantidad de electricidad se refiere a la cantidad de carga eléctrica, que en general se mide en coulombs (C).
Stoney creía que estas cargas estaban ligadas permanentemente a átomos y que no podían ser aisladas. En 1881, el físico alemán Hermann von Helmholtz argumentó que tanto las cargas positivas como las negativas estaban divididas en partes elementales, cada una de las cuales se comportaba como átomo de electricidad, es decir, partículas indivisibles  de electricidad. En 1894, Stoney estableció el termino inglés electron para describir esa unidad de electricidad fundamental.
El físico alemán Johann Wilhelm Hittorf emprendió el estudio de la conductividad eléctrica de gases enrarecidos, para lo que empleó un tubo de vidrio en cuyo interior se alojaba gas a baja presión. Si se introducen en ese tubo dos electrodos y entre ellos se aplica una diferencia de potencial elevada, aparece un flujo de corriente. En 1869 descubrió un brillo producido desde el electrodo negativo que aumentaba de tamaño cuando el gas disminuía de presión. Durante la década de 1870, el químico y físico inglés sir William Crookes desarrolló el primer tubo de rayos catódicos con un vacío elevado, que mostró que los rayos luminiscentes  que aparecían dentro del tubo llevaban energía  y que viajaban del cátodo (electrodo negativo) al ánodo (electrodo positivo).

En 1876, el también físico alemán Eugen Goldstein mostró que los rayos de ese brillo proyectaban una sombra, de modo que iban del cátodo al ánodo y por ello se les denominó rayos catódicos.

Aplicando un campo magnético, Crookes fue capaz de desviar los rayos, con lo cual demostró que el haz se comportaba como si estuviera cargado negativamente. En 1879 propuso que éstas propiedades se podían explicar  con lo que él denominó materia radiante y sugirió que se trataba de un cuarto estado de la materia que consistía en moléculas cargadas negativamente que eran proyectadas a alta velocidad desde el cátodo.

En 1896, el físico británico Joseph John Thomson llevó a cabo experimentos que demostraron  que los rayos catódicos realmente eran partículas únicas, ni ondas, ni átomos.

Encontró que las partículas de los rayos catódicos que el llamaba corpúsculos tenían, quizás una milésima parte de la masa del ion menos masivo conocido: el ion hidrógeno. Demostró que su proporción carga/masa era independiente del material del cátodo, y más tarde se probó que las partículas cargadas negativamente producidas por materiales radioactivos , por materiales calentados y por materiales iluminados eran universales. Thomson había determinado la existencia de una partícula fundamental: el electrón.

En consecuencia se descubrieron dos fenómenos naturales de gran importancia teórica y práctica: los rayos X y la radiactividad.

En 1895, Wilhelm Roentgen observó que cuando los tubos de rayos catódicos estaban funcionando, algunos materiales fuera del tubo emitían luz o fluorescencia. Demostró que dicha fluorescencia era producida por los tubos de rayos catódicos, a ésta radiación Roentgen le llamó rayos X.

La carga del electrón fue medida con más precisión por los físicos estadounidenses Robert Millikan y  Harvey Fletcher mediante su experimento de la gota de aceite en 1909.

Fuente: Todo Es Cuestión De Química, Deborah García Bello, capítulo 10, páginas 212-214.