电子对

不与其他原子结合的成对价电子
电子对(英语:Lone pair)或称孤对电子,是不与其他原子结合或共享的成对价电子。存在于原子的最外围电子壳层。电子对的概念由吉尔伯特·路易斯在1916年首次提出,指位于同一分子轨道的一对不同自旋的电子。

生成

y光子原子核近旁经过时,在原子核的库仑场作用下,y光子转化为一个正电子和一个负电子,这种过程称为电子对生成(pair production),如图1所示。电子对生成证明了能量可以转化为物质。电子对生成的过程发生在原子核附近,只有这样才能满足能量和动量守恒定律。产生电子对所需的最小能量为E=2mec2,此处,m是电子的静止质量。由于一个电子的静止质量等效于0.51MeV,要产生一个电子对,光子的能量必须大于1.02MeV(称为产生电子对的能量阈值)。
高于阈能的光子,电子对生成产生的几率随原子序数的增加而增加,也随光子能量增加而增加,能量在1.02—5MeV时,产生电子对生成的几率增加比较慢,超过5MeV时增加较快。高能光子与原子序数大的物质相互作用时,电子对生成效应是主要的。另外,该过程正比于吸收体的Z2,因而,对于高Z物质,电子对生成是主要的。
图1