原子は、より大きな全体の特性を保持する物質の最小単位です。 それは不可分ではありませんが、原子の断片、特に核成分の「塊」と呼ばれます クォーク、実際には原子を作るのにのみ適しています。 さまざまな種類の原子が元素と呼ばれ、そのうち120近く（そのうち92は天然に存在する）が知られています。
ほとんどの物質は、2つ以上のグループに配置され、特定の式を持つ複数の種類の原子で構成されています。 化学的に結合した2つ以上の原子が分子を構成します。 たとえば、水分子の化学式はHです。2Oは、水素（H）と酸素（O）の元素が2対1の原子比またはモル比で構成されていることを意味します。
カルシウム はよく知られた要素であり、人体の良好な骨の健康やその他の機能に不可欠です。 カルシウム原子は小さくも特に扱いにくい原子でもないので、良い候補になります この重要なポイントを説明するための3次元原子モデルプロジェクトを構築するため 構造。
アトム：基本
原子は同数の 陽子 そして 電子 基本的な（イオン化されていない）状態で、2020年の時点で1から118までの番号が付けられています。 陽子の数、つまり原子番号が元素を定義します。 水素を除くすべての元素にも1つ以上の元素があります 中性子; 陽子と中性子の質量はほぼ同じです（10のオーダー）−27kg）、電子はほぼ2,000分の1です。
陽子と中性子の数はほぼ同じですが、元素の周期表を上に移動すると、ほとんどの原子で中性子が陽子を目に見えて上回り始めます。 中性子数のみが異なる元素の変種は、 同位体.
負に帯電した電子は、陽子から遠く離れた、少なくとも原子のスケールで、わずか約1×10の空間を占めます。−10 横にm。 これらはにあります エネルギーレベル またはシェル。多くの原子には次のものが含まれます。 サブシェル. サブシェルには順番に含まれています 軌道、それぞれが最大2つの電子を保持できます。
周期表の各行は殻を表しており、殻が保持できる電子の数は、周期表の最初の4行で2、8、8、18です。
カルシウム3Dモデル原子
周期表から、カルシウムの原子番号は20で、 原子質量 40.78ダルトンの。 これは、元素の最も安定な同位体が20個の中性子（40 − 20）を持っていることを意味します。 陽子を表す緑色のボールと中性子を表す同様のサイズのオレンジ色のボール、および電子を表す小さな黄色のボールまたは大理石を選ぶことができます。
「陽子」と「中性子」を球のような核に配置し、おそらくそれらを接着してから、電子をどのように配置するかを決めることができます。
表から、カルシウムは最初のシェル（両方とも1sサブシェルと呼ばれるもの）に2つの電子を持ち、2番目のシェルに8つの電子を持っていることがわかります。 （2sサブシェルに2つ、2pサブシェルに6つ）、3番目のシェルに8つ（3sサブシェルに2つ、3pサブシェルに3つ）、4番目に2つ シェル。 これらはカルシウムの原子価、または化学的に反応性のある電子です。
電子サブシェルが3D空間でどのように表現されるかについては、さまざまなオンラインリファレンスを参照してください。 視覚的に提示するのが難しいと思われる情報をカバーするために、モデルに付随するカルシウム原子図を描くことができます。
モデリングのための追加の原子
ネオン原子モデルは、希ガスと完全な価電子殻の概念を視聴者に理解させることができます。 たとえば、ナトリウム原子モデルは、次のようなハロゲンに結合する代表的な単純な金属として機能する可能性があります。 塩素。