Ποιες είναι οι χρεώσεις των πρωτονίων, των νετρονίων και των ηλεκτρονίων;

Τα άτομα αποτελούνται από τρία διαφορετικά φορτισμένα σωματίδια: το θετικά φορτισμένο πρωτόνιο, το αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο και το ουδέτερο νετρόνιο. Τα φορτία του πρωτονίου και του ηλεκτρονίου είναι ίσο σε μέγεθος αλλά αντίθετα προς την κατεύθυνση. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια συγκρατούνται μαζί στον πυρήνα ενός ατόμου από την ισχυρή δύναμη. Τα ηλεκτρόνια εντός του νέφους ηλεκτρονίων που περιβάλλουν τον πυρήνα συγκρατούνται στο άτομο από την πολύ ασθενέστερη ηλεκτρομαγνητική δύναμη.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Αυτό είναι απλό: τα ηλεκτρόνια έχουν αρνητικό φορτίο, τα πρωτόνια έχουν θετικό φορτίο και τα νετρόνια - όπως υποδηλώνει το όνομα - είναι ουδέτερα.

Τα στοιχεία διαφοροποιούνται μεταξύ τους από τον αριθμό των πρωτονίων εντός του πυρήνα τους. Για παράδειγμα, τα άτομα άνθρακα έχουν έξι πρωτόνια στον πυρήνα τους. Τα άτομα με επτά πρωτόνια είναι άτομα αζώτου. Ο αριθμός των πρωτονίων για κάθε στοιχείο είναι γνωστός ως ατομικός αριθμός και δεν αλλάζει στις χημικές αντιδράσεις. Με άλλα λόγια, τα στοιχεία στην αρχή μιας αντίδρασης - γνωστά ως αντιδραστήρια - είναι τα ίδια στοιχεία στο τέλος μιας αντίδρασης - γνωστά ως προϊόντα.

Αν και τα στοιχεία έχουν έναν συγκεκριμένο αριθμό πρωτονίων, τα άτομα του ίδιου στοιχείου μπορεί να έχουν διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων και ονομάζονται ισότοπα. Για παράδειγμα, το υδρογόνο έχει τρία ισότοπα, το καθένα με ένα μόνο πρωτόνιο. Το Protium είναι ένα ισότοπο υδρογόνου με μηδενικά νετρόνια, το δευτέριο έχει ένα νετρόνιο και το τρίτιο έχει δύο νετρόνια. Αν και ο αριθμός των νετρονίων μπορεί να διαφέρει μεταξύ των ισοτόπων, όλα τα ισότοπα συμπεριφέρονται με χημικά παρόμοιο τρόπο.

Τα ηλεκτρόνια δεν δεσμεύονται τόσο σφιχτά στο άτομο όσο τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Αυτό επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να χαθούν, να αποκτηθούν ή ακόμη και να μοιραστούν μεταξύ ατόμων. Τα άτομα που χάνουν ένα ηλεκτρόνιο γίνονται ιόντα με φορτίο +1, καθώς υπάρχει τώρα ένα περισσότερο πρωτόνιο από τα ηλεκτρόνια. Τα άτομα που αποκτούν ένα ηλεκτρόνιο έχουν ένα περισσότερο ηλεκτρόνιο από τα πρωτόνια και γίνονται ένα -1 ιόν. Οι χημικοί δεσμοί που συγκρατούν τα άτομα μαζί για να σχηματίσουν ενώσεις προκύπτουν από αυτές τις αλλαγές στον αριθμό και τη διάταξη των ηλεκτρονίων.

Η μάζα ενός ατόμου καθορίζεται από τον αριθμό των πρωτονίων και των νετρονίων στον πυρήνα. Τα ηλεκτρόνια έχουν τόσο μικρό κλάσμα μάζας σε σύγκριση με τα πρωτόνια και τα νετρόνια που γενικά αγνοούνται κατά τον προσδιορισμό της μάζας ενός ατόμου. Το άθροισμα των πρωτονίων και των νετρονίων είναι γνωστό ως ατομική μάζα και είναι διαφορετικό για κάθε ισότοπο. Για παράδειγμα, το ισότοπο πρωτόνιο υδρογόνου έχει ένα πρωτόνιο και μια ατομική μάζα ενός. Το δευτέριο με ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο έχει ατομική μάζα δύο.

Οι χημικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν πολλά, πολλά άτομα, και στη φύση, αυτά τα άτομα είναι ένα μείγμα ισοτόπων. Το ατομικό βάρος για ένα στοιχείο είναι η ατομική μάζα ενός στοιχείου σταθμισμένο για το ποσοστό των ισοτόπων που βρίσκονται σε ένα δείγμα. Τα περισσότερα άτομα υδρογόνου είναι ισότοπα πρωτίου με ατομική μάζα ενός. Ωστόσο, ένα μικρό ποσοστό αυτών των ατόμων είναι δευτέριο με ατομική μάζα δύο και τρίτιο με ατομική μάζα τριών. Έτσι, ένα δείγμα ατόμων υδρογόνου θα είχε ατομικό βάρος 1,008 λόγω της μικρής ποσότητας αυτών των βαρύτερων ισοτόπων αυξάνοντας ελαφρώς τη μέση ατομική μάζα. Σημειώστε ότι το ποσοστό των ισοτόπων μπορεί να διαφέρει μεταξύ των δειγμάτων αλλά είναι γενικά πολύ παρόμοιο.