مواقع البروتونات والنيوترونات والإلكترونات داخل بنية ذرية

يمكنك مقارنة بنية الذرة بالنظام الشمسي ، حيث تدور الإلكترونات حول النواة بطريقة مشابهة تقريبًا للكواكب التي تدور حول الشمس. الشمس هي أثقل شيء في المجموعة الشمسية ، وتحتوي النواة على معظم كتلة الذرة. في النظام الشمسي ، تحافظ الجاذبية على الكواكب في مداراتها ؛ تعمل الكهرباء والقوى الأخرى على تماسك الذرة.

نواة الذرة هي جسمها المركزي ، وتحتوي على جزيئات تسمى البروتونات والنيوترونات. عدد البروتونات في النواة هو العدد الذري للعنصر ؛ على سبيل المثال ، تحتوي ذرة الهيليوم دائمًا على بروتونين ، ويحتوي الكربون دائمًا على ستة. الأعداد المختلفة من النيوترونات لنفس العنصر تصنع "أبناء عمومة" ذريين يسمى النظائر. معظم ذرات الهيدروجين ، على سبيل المثال ، لا تحتوي على نيوترونات ، لكن القليل منها نادر يحتوي على واحد وأقل لا يزال يحتوي على اثنين. قوة خاصة يطلق عليها علماء القوة "القوة القوية" تحافظ على البروتونات والنيوترونات معًا داخل النواة.

البروتونات هي الجسيمات دون الذرية الموجبة الشحنة الوحيدة في الذرة. تبلغ شحنتها الكهربائية 1.6022 * 10 ^ -19 كولوم - وهي نفس شحنة الإلكترون ، على الرغم من أن شحنة الإلكترون سالبة. كتلة البروتون ، 1.67 * 10 ^ -27 كيلوغرام ، قريبة جدًا من كتلة النيوترون ، وهي أثقل بنحو 1837 مرة من الإلكترون.

الإلكترونات ، التي يُرمز إليها عادةً بالرمز "e" ، هي الجسيمات السالبة الشحنة الوحيدة الموجودة في الذرة. كتلة الإلكترون 1.1 * 10 ^ -31 كجم. يتم تجميع الإلكترونات في "قذائف" مميزة تقع خارج النواة ؛ تحتوي كل قذيفة على عدد محدود من الإلكترونات ، ويعتمد العدد على نوع الغلاف. تكون قذائف الإلكترون بعيدة نسبيًا عن النواة ، مما يجعل الذرة أكثر من 99 بالمائة مساحة فارغة.

النيوترونات ، التي ليس لها شحنة كهربائية ، تتواجد داخل النواة مع البروتونات. تحتوي جميع العناصر على نيوترون واحد على الأقل باستثناء الهيدروجين. كتلة النيوترون 1.6749 * 10 ^ -27 كجم. تقوم بعض العناصر المشعة ، مثل اليورانيوم ، بإخراج بعض نيوتروناتها ؛ عندما يحدث هذا ، يتجول النيوترون لمدة 15 دقيقة في المتوسط ​​خارج الذرة قبل أن يتفكك إلى بروتون وإلكترون.