Indhold
Atomet, der stammer fra et græsk ord, der løst oversætter til "det, der ikke kan opdeles," betragtes vidt som den grundlæggende enhed i al materie. Atomer består af subatomære partikler kaldet protoner, neutroner og elektroner, hvor de førstnævnte to ligger i atomkernen og tegner sig for næsten hele dens masse, og elektroner begrænset til orbitaler på kanten af atomet. Antallet af protoner i naturligt forekommende atomer varierer fra 1 til 92; disse forskellige atomer svarer til elementer, der har forskellige elektrokemiske egenskaber på grund af deres varierende masser og det unikke arrangement af deres små bestanddele i rummet.
Atomet
Atomer er ekstremt små partikler og kan ikke opdeles yderligere undtagen på ekstraordinære måder. Tænk på de stykker, der udgør et puslespil. Disse kan teknisk opdeles i mindre stykker pap og papir ved at ødelægge dem, men til praktiske formål er disse stykker de grundlæggende, udelelige elementer i puslespil.
Atomer består af protoner, som bærer en positiv elektrisk ladning; elektroner, der bærer en negativ ladning; og neutroner, der ikke har nogen opladning. I et almindeligt, elektrisk neutralt atom er antallet af protoner og antallet af elektroner således lige.
Atommassens atommasse er omtrent lig med antallet af protoner plus antallet af elektroner, da massen af elektroner praktisk taget er ubetydelig.
Proton
Protonen er faktisk indekspartiklen for ethvert atom. Det er antallet af protoner i et atom, der bestemmer identiteten af det element, som et atom tilhører; med andre ord, hvis to atomer har et andet antal protoner, er de ikke det samme element.
Antallet af protoner i et element bestemmer dets atomnummer, Z. Hydrogen er det letteste element og har en proton (Z = 1); uran er det tungeste naturligt forekommende element og har 92 protoner (Z = 92). Hver proton, der er tildelt en masse på 1,00728 atommasseenheder (amu), har en ladning betegnet +1.
Atomer kan kun eksistere med en proton i deres kerne, som det er tilfældet med hydrogenatomer. En kerne uden mindst et ledsagende proton er imidlertid ikke et atom.
Neutronen
Neutroner svarer til protoner med en amu på 1.00867 og bebor også atomernes kerne. Antallet af neutroner i et atom i en mest stabil stabilitet er normalt end antallet af protoner, idet denne forskel bliver større, når atomantalet stiger. Et hydrogenatom har for eksempel en proton, men ingen neutroner, mens et heliumatom har to af hver. Tin har på den anden side 50 protoner og 69 neutroner, mens uran har henholdsvis 92 og 146.
Antallet af protoner plus neutroner i et atom er dets massetal, M. Antallet af neutroner i et atom er således dets atommasse minus dets atomnummer, eller M - Z.
Hvis et atom vinder eller mister neutroner, forbliver det det samme element, men bliver en isotop af dette element. Forskellige isotoper identificeres ved at tilføje M til det øverste venstre hjørne af forkortelsen for dette element. For eksempel, 14C er en isotop af carbon (Z = 6), der har otte neutroner snarere end de sædvanlige seks.
Elektronen
Elektroner er små (0,000549 amu), negativt ladede partikler, der beskrives som kredsløb omkring protoner og neutroner, der udgør en atomkerne, som planeter, der kredser rundt om solen. Dette er i bedste fald en grov beskrivelse, da fremskridt inden for kvantefysik har ført til begrebet diskrete orbitaler om kernen mellem hvilke elektroner kan "hoppe." Disse orbitaler svarer til forskellige elektromagnetiske energiniveauer og får navn som s, p, d og f. Elektronernes bevægelse stammer fra, at de har en ladning på -1 og bliver tiltrukket af den positivt ladede kerne.
Normalt er antallet af elektroner i et atom lig med Z, hvilket gør disse atomer neutrale i samlet ladning. Nogle atomer har forskellige antal protoner og elektroner, hvilket resulterer i en nettopositiv eller negativ ladning. Disse atomer kaldes ioner.