Kokie yra protonų, neutronų ir elektronų mokesčiai?

Atomus sudaro trys skirtingai įkrautos dalelės: teigiamai įkrautas protonas, neigiamai įkrautas elektronas ir neutralus neutronas. Protono ir elektrono krūviai yra vienodo dydžio, bet priešingi krypčiai. Stipri jėga protonus ir neutronus laiko atomo branduolyje. Branduolį supančiame elektronų debesyje esančius elektronus prie atomo laiko daug silpnesnė elektromagnetinė jėga.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Tai paprasta: elektronai turi neigiamą krūvį, protonai turi teigiamą krūvį, o neutronai, kaip rodo pavadinimas, yra neutralūs.

Elementai skiriasi vienas nuo kito pagal protonų skaičių jų branduolyje. Pavyzdžiui, anglies atomų branduolyje yra šeši protonai. Atomai su septyniais protonais yra azoto atomai. Kiekvieno elemento protonų skaičius yra žinomas kaip atominis skaičius ir cheminėse reakcijose nesikeičia. Kitaip tariant, elementai reakcijos pradžioje, vadinami reagentais, yra tie patys elementai reakcijos pabaigoje, vadinami produktais.

Nors elementai turi tam tikrą protonų skaičių, to paties elemento atomai gali turėti skirtingą neutronų skaičių ir vadinami izotopais. Pavyzdžiui, vandenilis turi tris izotopus, kurių kiekvienas turi po vieną protoną. Protiumas yra vandenilio izotopas, kuriame nėra nulinių neutronų, deuteris turi vieną neutroną, o tritis - du neutronus. Nors izotopų neutronų skaičius gali skirtis, visi izotopai elgiasi chemiškai panašiai.

Elektronai nėra taip tvirtai susieti su atomu kaip protonai ir neutronai. Tai leidžia elektronus prarasti, įgyti ar net pasidalyti tarp atomų. Atomai, kurie praranda elektroną, tampa jonais su +1 įkrova, nes dabar yra dar vienas protonas nei elektronai. Atomai, kurie gauna elektroną, turi dar vieną elektroną nei protonai ir tampa -1 jonu. Cheminiai ryšiai, laikantys atomus kartu ir sudarantys junginius, atsiranda dėl šių elektronų skaičiaus ir išsidėstymo pokyčių.

Atomo masę lemia protonų ir neutronų skaičius branduolyje. Elektronų masės dalis yra tokia maža, palyginti su protonais ir neutronais, kad nustatant atomo masę į juos paprastai neatsižvelgiama. Protonų ir neutronų suma yra žinoma kaip atominė masė ir kiekvienam izotopui yra skirtinga. Pavyzdžiui, vandenilio izotopo protium turi vieną protoną ir vieno atominę masę. Deuterio su vienu protonu ir vienu neutronu atominė masė yra dvi.

Cheminės reakcijos apima daug daug atomų, o gamtoje šie atomai yra izotopų mišinys. Elemento atominė masė yra elemento atominė masė, svertinė mėginyje rastų izotopų procentui. Dauguma vandenilio atomų yra protium izotopai, kurių atominė masė yra viena. Tačiau nedidelis šių atomų procentas yra deuteris, kurio atominė masė yra dvi, ir tričio, kurio atominė masė yra trys. Taigi vandenilio atomų mėginio atominė masė būtų 1,008 dėl nedidelio šių sunkesnių izotopų kiekio, kuris šiek tiek padidina vidutinę atominę masę. Atkreipkite dėmesį, kad izotopų procentinė dalis gali skirtis, tačiau paprastai yra labai panaši.