რა არის ელემენტის ყველაზე პატარა ნაწილაკები?

ელემენტი არის ნივთიერება, რომელიც მთლიანად შედგება ერთი ატომისგან. ამრიგად, ელემენტების პერიოდული სისტემა ეფექტურად წარმოადგენს ატომების ყველა ცნობილი სახეობის ჩამონათვალს. ამასთან, თავად ატომი არ არის ყველაზე პატარა ცნობილი ნაწილაკი, მაგრამ სამაგიეროდ თითოეული ატომი შედგება სამი ცალკეული ნაწილისგან: ელექტრონები, პროტონები და ნეიტრონები. გარდა ამისა, თავად პროტონები და ნეიტრონები შედგება კიდევ უფრო მცირე ნაწილებისაგან, რომლებსაც კვარკები ეწოდება.

ელექტრონები ფუნდამენტური ნაწილაკებია, რაც იმას ნიშნავს, რომ არც ერთი ნაწილაკი არ წარმოადგენს ელექტრონს. ელექტრონები არიან ელემენტის ატომს მუხტი; შეგიძლიათ შეცვალოთ ელექტრონების რაოდენობა, რათა ის იგივე ატომის დადებითად ან უარყოფითად დამუხტული ვერსია გახდეს. ნეიტრალურად დატვირთულ ატომს ექნება იგივე ოდენობის ელექტრონები, როგორც პროტონები. ელექტრონები არსებობს ორბიტალებში, რომლებიც გარს აკრავს ატომების ბირთვს და სწორედ ამ ორბიტალებში შეუძლიათ ელექტრონებს კავშირი სხვა ატომებთან და წარმოქმნან ნაერთები.

პროტონები არის ელემენტის ატომის განმსაზღვრელი მახასიათებელი; პროტონის რაოდენობა არის ის, რაც ატომს ანიჭებს მასას (ელექტრონებს პროტონებთან შედარებით მასის უმნიშვნელო რაოდენობა აქვთ). ამრიგად, ელემენტები კლასიფიცირდება მისი ატომების პროტონების რაოდენობის მიხედვით და ორგანიზებულად ხდება პერიოდულად (მაგალითად, წყალბადის ატომს აქვს ერთი პროტონი, ნახშირბადის ატომს ექვსი და ა.შ.). პროტონები გვხვდება ატომის ბირთვში.

ნეიტრონები დაახლოებით ისეთივე მასიურია, როგორც პროტონები და გვხვდება ატომის ბირთვში, პროტონების გვერდით. პროტონებს აქვთ დადებითი მუხტი და ელექტრონებს აქვთ უარყოფითი მუხტი, ნეიტრონებს არა აქვთ მუხტი. რამდენად არ ცვლის ელექტრონების რაოდენობის შეცვლა თვით ელემენტს, ნეიტრონების რაოდენობის შეცვლა ინახავს შედარებით იგივე ტიპის ელემენტს, მაგრამ ქმნის იზოტოპს. იზოტოპები შეიძლება იყოს არასტაბილური და როდესაც ისინი იშლება, გამოყოფენ ენერგიას გამოსხივების სახით.

ელექტრონები ფუნდამენტური ნაწილაკებია; ამასთან, პროტონები და ნეიტრონები შედგება განსხვავებული ფუნდამენტური ნაწილაკებისგან, რომლებიც ცნობილია როგორც კვარკები. 1961 წელს აღმოჩენილი კვარკები ფიზიკაში ყველაზე პატარა ცნობილი ნაწილაკებია და არსებობს ექვსი ტიპი (ზემოთ, ქვემოთ, ხიბლი, უცნაური, ქვედა და ზედა). სამი კვარკი ერთად აერთიანებს ბარიონებს, რომლებიც მოიცავს პროტონებსა და ნეიტრონებს. კვარკს ასევე შეუძლია შეწყვილოს წყვილი ანტიქარქთან და შექმნას მეზონი, მაგრამ ამ ტიპის მატერია უკიდურესად არასტაბილურია და გრძელდება მილიწამის წამის მხოლოდ ნაწილი.