Mis on elemendi väikseimad osakesed?

Element on aine, mis koosneb täielikult ühest aatomist. Seega on elementide perioodiline tabel tegelikult kõigi teadaolevate aatomitüüpide loend. Kuid aatom ise ei ole teadaolevalt väikseim osake, vaid selle asemel koosneb iga aatom kolmest osast: elektronidest, prootonitest ja neutronitest. Pealegi koosnevad prootonid ja neutronid ise veel väiksematest osadest, mida nimetatakse kvarkideks.

Elektronid on põhiosakesed, mis tähendab, et teadaolevalt ei moodusta ükski osake elektroni. Elektronid annavad elemendi aatomile laengu; saate muuta elektronide arvu, et muuta see sama aatomi positiivse või negatiivse laenguga versiooniks. Neutraalselt laetud aatomil on sama palju elektrone kui prootonitel. Elektronid eksisteerivad orbitaalides, mis ümbritsevad aatomite tuuma, ja just nendes orbitaalides saavad elektronid ühenduda teiste aatomitega, moodustades ühendeid.

Prootonid on elemendi aatomi iseloomustavad omadused; prootonite arv annab aatomi massi (elektronidel on prootonitega võrreldes tühine mass). Seega klassifitseeritakse elemendid nende aatomite prootonite arvu järgi ja need on perioodilisustabelis selliselt korraldatud (nt vesinikuaatomil on üks prooton, süsinikuaatomil kuus jne). Prootoneid leidub aatomi tuumas.

Neutronid on umbes sama suured kui prootonid ja neid leidub aatomi tuumas prootonite kõrval. Kui prootonitel on positiivne ja elektronidel negatiivne laeng, siis neutronitel pole laengut. Palju see, kuidas elektronide arvu muutmine ei muuda elementi ennast, neutronite hulga muutmine hoiab suhteliselt sama tüüpi elemente, kuid loob isotoobi. Isotoopid võivad olla ebastabiilsed ja lagunedes eraldavad nad kiirguse kujul energiat.

Elektronid on põhiosakesed; prootonid ja neutronid koosnevad aga erinevast põhiosakeste kogumist, mida tuntakse kvarkidena. 1961. aastal avastatud kvarkid on füüsikas teadaolevalt kõige väiksemad osakesed ja neid on kuut tüüpi (üles, alla, võlu, kummaline, alt ja ülalt). Kolm kvarki ühendavad kokku barüonid, mille hulka kuuluvad prootonid ja neutronid. Kvark võib mesooniks moodustada ka paaris antikvarki, kuid seda tüüpi aine on äärmiselt ebastabiilne ja kestab vaid murdosa millisekundit.