Electronul este o particulă subatomică încărcată negativ care este o componentă importantă a atomilor care alcătuiesc materia obișnuită. Electronul este fundamental, în sensul că nu se crede că este alcătuit din constituenți mai mici. Mărimea sarcinii electronului a fost considerată timp de mulți ani unitatea fundamentală de sarcină găsită în natură. Se credea că toate sarcinile electrice sunt multipli întregi ai acestei sarcini. Cu toate acestea, recent au fost descoperite dovezi considerabile care indică faptul că particulele clasificate ca mezoni și barioni sunt alcătuite din obiecte numite quarci, care au sarcini de 2/3 sau 1/3 din sarcina electronului. De exemplu, neutronii și protonii, care alcătuiesc nucleele atomilor, sunt barioni. Cu toate acestea, oamenii de știință nu au reușit niciodată să observe un quarc izolat, astfel încât, din punct de vedere practic, sarcina electronului poate fi considerată în continuare unitatea fundamentală de sarcină întâlnită în natură. Mărimea acestei sarcini, desemnată de obicei prin e, a fost măsurată foarte precis și este de 1,602177 × 10-19 coulombi. Masa electronului este mică chiar și după standardele atomice și are valoarea 9,109389 × 10-31 kg (0,5110 M V/c2 e , fiind doar aproximativ 1/1836 din masa protonului.
Toți atomii găsiți în natură au un nucleu încărcat pozitiv în jurul căruia se mișcă electronii încărcați negativ. Atomul este neutru din punct de vedere electric și, astfel, sarcina electrică pozitivă de pe nucleu are aceeași mărime ca și sarcina negativă datorată tuturor electronilor. Electronii sunt menținuți în atom prin forța de atracție exercitată asupra lor de către nucleul încărcat pozitiv. Aceștia se deplasează foarte rapid în jurul nucleului pe orbite care au energii foarte precise, formând un fel de nor de electroni în jurul acestuia. Unii dintre electronii dintr-un atom tipic se pot afla destul de aproape de nucleu, în timp ce alții se pot afla la distanțe de multe mii de ori mai mari decât diametrul nucleului. Astfel, norul de electroni determinăFigura 1. Ilustrație realizată de Hans & Cassidy. Prin amabilitatea Gale Group.dimensiunea atomului. Electronii cei mai exteriori sunt cei care determină comportamentul chimic al diferitelor elemente. Dimensiunea și forma norilor de electroni din jurul atomilor pot fi explicate doar utilizând un domeniu al fizicii numit mecanica cuantică.
În metale, unii dintre electroni nu sunt strâns legați de atomi și sunt liberi să se deplaseze prin metal sub influența unui câmp electric. Această situație este cea care explică faptul că majoritatea metalelor sunt buni conductori de electricitate și căldură.
Teoria cuantică explică, de asemenea, alte câteva proprietăți destul de ciudate ale electronilor. Electronii se comportă ca și cum s-ar roti, iar valoarea momentului unghiular asociat cu această rotație este fixă; prin urmare, nu este surprinzător faptul că electronii se comportă, de asemenea, ca niște mici magneți. Modul în care sunt aranjați electronii în unele materiale, cum ar fi fierul, face ca aceste materiale să fie magnetice. Existența pozitronului, antiparticulă a electronului, a fost prezisă de fizicianul francez Paul Dirac în 1930. Pentru a prezice această antiparticulă, el a folosit o versiune a mecanicii cuantice care includea efectele teoriei relativității. Sarcina pozitronului are aceeași magnitudine ca și cea a electronului, dar este pozitivă. Predicția lui Dirac a fost verificată doi ani mai târziu, când pozitronul a fost observat experimental de către Carl Anderson într-o cameră de nori folosită pentru cercetări privind razele cosmice. Positronul nu există pentru foarte mult timp în prezența materiei obișnuite, deoarece intră curând în contact cu un electron obișnuit și cele două particule se anihilează, producând o rază gamma cu o energie egală cu echivalentul energetic al maselor celor doi electroni, conform faimoasei ecuații a lui Einstein E = mc2.
.