Атомът може да се счита за нестабилен по един от двата начина. Ако вземе или загуби електрон, той става електрически зареден и силно реактивен. Такива електрически заредени атоми са известни като йони. Нестабилността може да възникне и в ядрото, когато броят на протоните и неутроните е небалансиран. В опит да постигне равновесие, атомът излъчва частици под формата на радиация, докато ядрото не е стабилно. Твърди се, че са такива нестабилни атоми радиоактивен.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Йоните са електрически нестабилни и бързо образуват химически връзки. Атомите с нестабилни ядра излъчват лъчение, докато ядрата станат стабилни.
Какво е стабилен атом?
За да разберем по-добре нестабилните атоми, помага да се оцени какво представлява стабилността. В познатия планетарен модел атомът се състои от ядро от тежки положително заредени частици, наречени протони, и електрически неутрални, наречени неутрони. В орбита около ядрото е облак от по-леки, отрицателно заредени електрони. Протоните и електроните имат равни и противоположни заряди.
Когато атомът е стабилен, той има нетен електрически заряд 0, което означава, че броят на протоните е равен на броя на електроните. Ядрото също е балансирано, тъй като броят на протоните е равен на броя на неутроните. Такъв атом не е инертен. Той все още може да се комбинира с други, за да образува химични съединения и неговата склонност към това зависи от броя на валентните му електрони или тези електрони, които могат да се споделят с други атоми.
Когато атомът стане йон
Когато атом загуби или спечели електрон, той се превръща в йон. Ако получи електрон, това е катион, а ако загуби - анион. Това се случва най-често при химични реакции, при които атомите споделят електрони, за да образуват стабилна външна обвивка от 8. Например, водната молекула се състои от два водородни атома и кислороден атом. Всеки от водородните атоми предава своя единичен електрон, за да се превърне в положително заредени йони, докато кислородният атом ги приема да станат отрицателно заредени. Комбинацията образува много стабилна, макар и леко електрически полярна молекула.
Свободните йони могат да съществуват в разтвор или в материали, подложени на електрическо поле. Когато съществуват в разтвор, разтворът се превръща в електролит, който е способен да провежда електричество. Поради своя електрически заряд, йоните имат по-голяма склонност да се комбинират и образуват съединения, отколкото електрически неутрални атоми.
Ядрена нестабилност или радиоактивност
Когато атомното ядро има излишък от протони или неутрони, то ги изхвърля в опит да постигне балансирано състояние. Поради силата на силата, която държи ядрото заедно, частиците, които излизат от нестабилни ядра, които се наричат радионуклиди, са много енергични. Тези ядра могат да излъчват алфа лъчи, които са съставени от протони и неутрони; бета лъчи, които са отрицателно или положително заредени електрони; и гама лъчи, които са високоенергийни фотони.
Когато радионуклидът загуби неутрон, той се превръща в различен изотоп на същия елемент, но когато загуби протон, става съвсем различен елемент. Атомът продължава да излъчва радиоактивно излъчване, докато не постигне стабилен брой протони и неутрони. Времето, необходимо на половината от дадена проба от определен изотоп да се разпадне в стабилна форма, се нарича негово полуживот. Полуживотът може да варира от части от секундата в случая на Полоний-215, до милиарди години в случая на Уран-238.