Quali sono le particelle più piccole di un elemento?

Un elemento è una sostanza composta completamente da un atomo. Pertanto, la tavola periodica degli elementi è effettivamente un elenco di tutti i tipi noti di atomi. Tuttavia, l'atomo in sé non è la più piccola particella conosciuta, ma invece ogni atomo è composto da tre singole parti: elettroni, protoni e neutroni. Inoltre, protoni e neutroni stessi sono costituiti da parti ancora più piccole chiamate quark.

Gli elettroni sono particelle fondamentali, il che significa che nessuna particella è nota per formare un elettrone. Gli elettroni sono ciò che conferisce ad un atomo di un elemento la sua carica; puoi cambiare il numero di elettroni per renderlo una versione caricata positivamente o negativamente dello stesso atomo. Un atomo con carica neutra avrà la stessa quantità di elettroni dei protoni. Gli elettroni esistono negli orbitali, che circondano il nucleo degli atomi, ed è in questi orbitali che gli elettroni possono legarsi con altri atomi per formare composti.

I protoni sono la caratteristica che definisce l'atomo di un elemento; il numero di protoni è ciò che dà all'atomo la sua massa (gli elettroni hanno una quantità trascurabile di massa rispetto ai protoni). Pertanto, gli elementi sono classificati in base al numero di protoni che i suoi atomi hanno e organizzati in modo tale sulla tavola periodica (ad esempio, un atomo di idrogeno ha un protone, un atomo di carbonio ne ha sei, ecc.). I protoni si trovano nel nucleo dell'atomo.

I neutroni sono massicci quanto i protoni e si trovano nel nucleo dell'atomo accanto ai protoni. Mentre i protoni hanno una carica positiva e gli elettroni hanno una carica negativa, i neutroni non hanno carica. Quanto cambia il numero di elettroni non cambia l'elemento stesso, cambiando la quantità di neutroni mantiene relativamente lo stesso tipo di elemento, ma crea un isotopo. Gli isotopi possono essere instabili e quando decadono rilasciano energia sotto forma di radiazioni.

Gli elettroni sono particelle fondamentali; tuttavia, protoni e neutroni sono costituiti da un diverso insieme di particelle fondamentali note come quark. Scoperti nel 1961, i quark sono le particelle più piccole conosciute in fisica e ne esistono sei tipi (su, giù, fascino, strano, basso e alto). Tre quark si combinano per formare barioni, che includono protoni e neutroni. Un quark può anche combinarsi in coppia con un antiquark per formare un mesone, ma questo tipo di materia è estremamente instabile e dura solo una frazione di millisecondo.