Tartalom
Az atomot, amely egy görög szóból származik, amely lazán fordul: "nem osztható", széles körben figyelembe veszi az összes anyag alapvető egységét. Az atomok olyan szubatomi részecskékből állnak, amelyeket protonoknak, neutronoknak és elektronoknak neveznek, az előbbi kettő az atommagjában helyezkedik el, tömegének szinte teljes részét képezi, és az elektronok az atom szélén keringő pályákra vannak korlátozva. A protonok száma a természetben előforduló atomokban 1-től 92-ig terjed; ezek a különböző atomok olyan elemeknek felelnek meg, amelyek eltérő elektrokémiai tulajdonságokkal rendelkeznek a változó tömegük és apró alkotórészeik egyedi elrendezése miatt az űrben.
Az Atom
Az atomok rendkívül kis részecskék, és csak rendkívüli eszközökkel oszthatók tovább. Gondolj azokra a darabokra, amelyek kirakós játékot alkotnak. Ezeket technikailag kisebb méretű kartondarabokra és papírra lehet osztani elbontással, de gyakorlati célokra ezek a darabok a kirakós játékok alapvető, elválaszthatatlan elemei.
Az atomok protonokból állnak, amelyek pozitív elektromos töltést hordoznak; elektronok, amelyek negatív töltést hordoznak; és neutronok, amelyek nem hordoznak töltést. Így egy közönséges, elektromosan semleges atomban a protonok száma és az elektronok száma egyenlő.
Egy atom atomtömege megközelítőleg egyenlő a protonok számával és az elektronok számával, mivel az elektronok tömege gyakorlatilag elhanyagolható.
A proton
A proton valójában bármely atom indexszemcséje. Az atomban lévő protonok száma határozza meg az elem azonosságát, amelyhez az atom tartozik; más szavakkal, ha két atom eltérő számú protonnal rendelkezik, akkor nem azonos elem.
Az egyik protonok száma meghatározza az atomszámot. Z. A hidrogén a legkönnyebb elem, és egy protonnal rendelkezik (Z = 1); az urán a legnehezebben előforduló természetes elem, és 92 protonnal rendelkezik (Z = 92). Mindegyik protonnak, amelynek 1,00728 atomtömeg-egység (amu) tömegét jelöltük, egy töltése +1.
Az atomok csak protonnal létezhetnek a magban, mint a hidrogénatomok esetében. Legalább egy kísérő proton nélküli atommag azonban nem atom.
A semleges
A neutronok méretében hasonlóak a protonokhoz, az amu 1,00867, és az atomok magjában is élnek. Az egyik atomban a legstabilabb konfigurációjú neutronok száma általában nagyobb, mint a protonok száma, és ez az eltérés az atomszám növekedésével nagyobb lesz. Például a hidrogénatom protonnal rendelkezik, de semleges sem, míg a hélium atomja kettőből áll. Az ón viszont 50 protont és 69 neutront tartalmaz, míg az urán 92 és 146.
Az atomban lévő protonok plusz neutronok száma a tömegszáma, M. Így az atomban lévő neutronok száma az atomtömeg számának mínusz az atomi száma, vagy az M - Z.
Ha egy atom megszerezi vagy elveszíti a neutronokat, akkor ugyanaz az elem marad, de az elem izotópjává válik. A különféle izotópok azonosítása az M rövidítésével az elem rövidítésének bal felső sarkában található. Például, 14C egy szén izotóp (Z = 6), amelyben a szokásos hat helyett nyolc neutron van.
Az elektron
Az elektronok apróak (0,000549 amu), negatív töltésű részecskék, amelyekről úgy írják le, hogy az atommagot alkotó protonok és neutronok körüli körüli irányban keringnek, a Nap körül keringő bolygók módon. Ez a legjobb esetben azonban durva leírás, mivel a kvantumfizika fejlődése diszkrét pályák kialakulásához vezetett a atommag körül, amelyek között az elektronok "ugrhatnak". Ezek az orbitálok különböző elektromágneses energiaszinteknek felelnek meg, és nevek vannak megadva, mint például s, p, d és f. Az elektronok mozgása abból fakad, hogy -1 töltésük van, és vonzódnak a pozitív töltésű maghoz.
Általában az atomok elektronjainak száma Z-vel egyenlő, tehát ezek az atomok semlegesek az általános töltés során. Egyes atomok különböző számú protonokkal és elektronokkal rendelkeznek, amelyek nettó pozitív vagy negatív töltést eredményeznek. Ezeket az atomokat ionoknak nevezzük.