Atoms, kas atvasināts no grieķu vārda, kas brīvi tiek tulkots kā "tas, ko nevar sadalīt", tiek plaši uzskatīts par visas matērijas pamatvienību. Atomi sastāv no subatomiskām daļiņām, ko sauc par protoniem, neitroniem un elektroniem, un abi pirmie dzīvo atoma kodols un veido gandrīz visu tā masu, un elektroni, kas aprobežojas ar orbitālēm atoms. Protonu skaits dabā sastopamajos atomos svārstās no 1 līdz 92; šie dažādie atomi atbilst elementiem, kuriem ir atšķirīgas elektroķīmiskās īpašības, pateicoties to dažādajām masām un to sīko daļiņu unikālajam izvietojumam telpā.
Atoms
Atomi ir ārkārtīgi mazas daļiņas, un tos nevar sadalīt tālāk, izņemot ārkārtas līdzekļus. Padomājiet par gabaliņiem, kas veido mozaīkmīklas. Tos tehniski var sadalīt mazākos kartona un papīra gabalos, tos iznīcinot, taču praktiskiem nolūkiem šie gabali ir finiera, nedalāmi finierzāģu elementi.
Atomi sastāv no protoniem, kuriem ir pozitīva elektriskā lādiņa; elektroni, kuriem ir negatīvs lādiņš; un neitroni, kuriem nav maksas. Tādējādi parastā elektriski neitrālā atomā protonu un elektronu skaits ir vienāds.
Atoma atoma masa ir aptuveni vienāda ar protonu skaitu plus elektronu skaitu, jo elektronu masa ir praktiski nenozīmīga.
Protons
Protons faktiski ir jebkura atoma indeksa daļiņa. Tas ir atomu protonu skaits, kas nosaka tā elementa identitāti, kuram atoms pieder; citiem vārdiem sakot, ja diviem atomiem ir atšķirīgs protonu skaits, tie nav viens un tas pats elements.
Protonu skaits elementā nosaka tā atomu skaitli Z. Ūdeņradis ir vieglākais elements, un tam ir viens protons (Z = 1); urāns ir smagākais dabā sastopamais elements, un tam ir 92 protoni (Z = 92). Katram protonam, kam piešķirta 1,00728 atomu masas vienību (amu) masa, lādiņš apzīmēts kā +1.
Atomi var pastāvēt tikai ar protonu kodolā, kā tas ir ūdeņraža atomu gadījumā. Kodols bez vismaz viena pavadoša protona tomēr nav atoms.
Neitrons
Neitroni pēc izmēra ir līdzīgi protoniem, kuru amu ir 1,00867, un tie apdzīvo arī atomu kodolu. Neitronu skaits atomā elementa stabilākajā konfigurācijā parasti ir lielāks nekā protonu skaits, pieaugot atomu skaitam, šī atšķirība kļūst lielāka. Piemēram, ūdeņraža atomā ir protons, bet nav neitronu, bet hēlija atomā ir divi no tiem. Alvā savukārt ir 50 protoni un 69 neitroni, savukārt urānā ir attiecīgi 92 un 146.
Protonu un neitronu skaits atomā ir tā masas skaitlis M. Tādējādi neitronu skaits atomā ir tā atoma masas skaitlis mīnus tā atomu skaitlis jeb M - Z.
Ja atoms iegūst vai zaudē neitronus, tas paliek tas pats elements, bet kļūst par šī elementa izotopu. Dažādus izotopus identificē, pievienojot M šī elementa saīsinājuma augšējā kreisajā stūrī. Piemēram, 14C ir oglekļa izotops (Z = 6), kuram ir astoņi neitroni, nevis parastie seši.
Elektrons
Elektroni ir niecīgas (0,000549 amu) negatīvi lādētas daļiņas, kuras tiek aprakstītas kā tādas, kas riņķo ap protoniem un neitroniem, kas veido atoma kodolu, tādā veidā, kā planētas riņķo ap sauli. Labākajā gadījumā tas ir aptuvens apraksts, jo attīstība kvantu fizikā ir novedusi pie diskrētu orbitāļu jēdziena par kodolu starp kuriem elektroni var "lēkt". Šīs orbitāles atbilst dažādiem elektromagnētiskās enerģijas līmeņiem, un tām tiek piešķirti tādi nosaukumi kā s, p, d un f. Elektronu kustība izriet no to, ka tiem ir lādiņš -1 un tos piesaista pozitīvi lādēts kodols.
Parasti elektronu skaits atomā ir vienāds ar Z, padarot šos atomus neitrālos kopējā lādiņā. Dažiem atomiem ir atšķirīgs protonu un elektronu skaits, kā rezultātā rodas tīrais pozitīvais vai negatīvais lādiņš. Šos atomus sauc par joniem.