Bueno, en primer lugar, el número de electrones (con carga negativa) es igual al número de protones en el núcleo (con carga positiva). ¿Por qué es como este? Debido a que los átomos son eléctricamente neutros, las cargas positivas y negativas deben ser iguales y cancelar mirando desde el exterior.
En segundo lugar, las propiedades químicas de los elementos pueden explicarse muy bien por la sistemática de las capas de electrones, etc. Esta sistemática requiere un número bien definido de electrones por elemento químico. Las envolturas de electrones (y su teoría) están bien explicadas por la mecánica cuántica, que también implica el número de electrones. Esta teoría ha sido verificada por muchos experimentos y aplicada con éxito a muchos problemas de física atómica.
En tercer lugar, uno puede producir iones eliminando los electrones hasta llegar a un núcleo desnudo. Puedes disparar estos iones a través de un campo magnético donde el ion se moverá en círculo con el radio
[math] r = (m * v) / (n * e * B) [/ math]
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Donde [math] m [/ math] es la masa del ion, [math] v [/ math] es la velocidad del ion, [math] B [/ math] es la densidad del flujo magnético, [math] e [/ math ] la carga elemental y [math] n [/ math] el estado de carga (número de electrones eliminados del átomo). Si mide este radio y reduce el número de electrones de un átomo paso a paso, verá que el radio disminuye en pasos discretos. Uno puede simplemente contar la cantidad de pasos disponibles al aumentar el estado de carga y eso es todo.