Hva er de minste partiklene i et element?

Et element er et stoff som består av ett atom. Dermed er det periodiske elementet effektivt en liste over alle kjente atomtyper. Imidlertid er selve atomet ikke den minste kjente partikkelen, men i stedet består hvert atom av tre individuelle deler: elektroner, protoner og nøytroner. Videre består protoner og nøytroner selv av enda mindre deler som kalles kvarker.

Elektroner er grunnleggende partikler, noe som betyr at ingen partikler er kjent for å utgjøre et elektron. Elektroner er det som gir et atom av et element sin ladning; du kan endre antall elektroner for å gjøre det til en positivt eller negativt ladet versjon av samme atom. Et nøytralt ladet atom vil ha samme mengde elektroner som protoner. Elektroner eksisterer i orbitaler, som omgir atomkjernen, og det er i disse orbitalene elektronene kan binde seg til andre atomer for å danne forbindelser.

Protoner er det avgjørende kjennetegnet ved et elementets atom; antall protoner er det som gir atomet sin masse (elektroner har en ubetydelig mengde masse i forhold til protoner). Dermed klassifiseres elementer etter antall protoner atomene har og organisert på en slik måte i det periodiske systemet (f.eks. Har et hydrogenatom en proton, et karbonatom har seks osv.). Protoner finnes i atomkjernen.

Nøytroner er omtrent like massive som protoner, og finnes i atomkjernen sammen med protoner. Mens protoner har en positiv ladning og elektroner har en negativ ladning, har nøytroner ingen ladning. Mye hvordan endring av antall elektroner ikke endrer elementet i seg selv, endring av mengden nøytroner holder relativt samme type element, men skaper en isotop. Isotoper kan være ustabile, og når de forfaller frigjør de energi i form av stråling.

Elektroner er grunnleggende partikler; protoner og nøytroner består imidlertid av et annet sett med grunnleggende partikler kjent som kvarker. Oppdaget i 1961, er kvarker de minste kjente partiklene i fysikk, og det er seks typer (opp, ned, sjarm, merkelig, bunn og topp). Tre kvarker kombineres for å danne baryoner, som inkluderer protoner og nøytroner. En kvark kan også kombineres i et par med en antikvark for å danne et meson, men denne typen materie er ekstremt ustabil og varer i bare en brøkdel av et millisekund.