Τι περιβάλλει το κέντρο ενός ατόμου;

Η ατομική δομή είναι ένα μοντέλο που περιγράφει πώς κάθε ένα από τα άτομα του περιοδικού πίνακα στοιχείων είναι διατεταγμένο. Κάθε άτομο αποτελείται από μικρότερα σωματίδια που ονομάζονται υποατομικά σωματίδια. Αυτά τα σωματίδια έχουν ιδιότητες όπως η μάζα και το φορτίο που τους προκαλούν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Η βασική δομή ενός ατόμου είναι αυτή ενός κεντρικού πυρήνα σε τροχιά γύρω από ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια.

Το κέντρο ενός ατόμου ονομάζεται πυρήνας. Είναι το πυκνότερο μέρος ενός ατόμου και αποτελείται από δύο διαφορετικά υποατομικά σωματίδια. Το πρώτο σωματίδιο, το πρωτόνιο, φορτίζεται θετικά. Δίνει σε ένα άτομο το όνομα και τη θέση του στον περιοδικό πίνακα στοιχείων. Τα πρωτόνια συνδέονται με το δεύτερο είδος υποατομικού σωματιδίου, τα νετρόνια, τα οποία δεν έχουν φορτίο. Ο πυρήνας είναι το βαρύτερο μέρος ενός ατόμου.

Ο πυρήνας περιστρέφεται γύρω από τον τρίτο τύπο υποατομικών σωματιδίων, ηλεκτρονίων. Αυτά τα υποατομικά σωματίδια είναι αρνητικά φορτισμένα και έχουν πολύ μικρή μάζα σε σύγκριση με τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Τα ηλεκτρόνια υπάρχουν σε ένα "νέφος ηλεκτρονίων", το οποίο αποτελείται από τις πολύ ενεργητικές τροχιές αυτών των σωματιδίων καθώς περιβάλλουν τον πυρήνα. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια είναι τόσο μικρά και κινούνται με μεγάλη ταχύτητα, οι επιστήμονες δεν μπορούν ποτέ να τα εντοπίσουν ακριβώς μέσα στο νέφος ηλεκτρονίων.

Τα ηλεκτρόνια υπάρχουν σε μια σειρά επιπέδων γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου. Όταν ένα άτομο λαμβάνει ενέργεια, όπως από τη θερμότητα, αυτό αυξάνει τη δραστηριότητα των ηλεκτρονίων στο σύννεφο, αναγκάζοντάς τους να ανεβούν στο επίπεδο ενέργειας έως ότου ξοδέψουν την ποσότητα ενέργειας που λαμβάνουν. Κάθε τροχιακό επίπεδο έχει ένα μέγιστο αριθμό ηλεκτρονίων που μπορεί να συγκρατήσει. Το πρώτο τροχιακό επίπεδο των ηλεκτρονίων μπορεί να χωρέσει έως και δύο ηλεκτρόνια και το επόμενο τροχιακό επίπεδο μπορεί να χωρέσει έως και οκτώ ηλεκτρόνια πριν τα ηλεκτρόνια ενός ατόμου κινηθούν προς τα πάνω για να καταλάβουν ένα νέο τροχιακό επίπεδο.

Ο ατομικός αριθμός ενός ατόμου είναι ο αριθμός του στον περιοδικό πίνακα. Αυτός ο αριθμός περιγράφει πόσα πρωτόνια έχει ένα άτομο. Αυτός ο αριθμός περιγράφει επίσης πόσα ηλεκτρόνια έχει ένα άτομο και σημαίνει ότι το άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο ή δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο. Τα άτομα μπορούν επίσης να εμφανιστούν ως ισότοπα ή ιόντα. Τα ισότοπα δημιουργούνται όταν αλλάζει ο κανονικός αριθμός νετρονίων σε ένα άτομο. Ένα ιόν σχηματίζεται όταν ένα ηλεκτρόνιο είναι κλειδωμένο από την τροχιά του γύρω από τον πυρήνα, το οποίο μεταβάλλει το φορτίο του συνολικού ατόμου και μπορεί να το κάνει πιο πιθανό να συνδεθεί με άλλα άτομα.