Элемент - это вещество, полностью состоящее из одного атома. Таким образом, периодическая таблица элементов представляет собой фактически список всех известных типов атомов. Однако сам атом не является самой маленькой известной частицей, вместо этого каждый атом состоит из трех отдельных частей: электронов, протонов и нейтронов. Кроме того, сами протоны и нейтроны состоят из еще более мелких частей, называемых кварками.
Электроны
Электроны являются элементарными частицами, а это означает, что ни одна частица, как известно, не может составлять электрон. Электроны - это то, что заряжает атом элемента; вы можете изменить количество электронов, чтобы сделать его положительно или отрицательно заряженной версией того же атома. Нейтрально заряженный атом будет иметь такое же количество электронов, как и протоны. Электроны существуют на орбиталях, которые окружают ядра атомов, и именно на этих орбиталях электроны могут связываться с другими атомами с образованием соединений.
Протоны
Протоны - определяющая характеристика атома элемента; количество протонов - это то, что дает атому его массу (электроны имеют ничтожно малую массу по сравнению с протонами). Таким образом, элементы классифицируются по количеству протонов, содержащихся в их атомах, и организованы таким образом в периодической таблице (например, атом водорода имеет один протон, атом углерода - шесть и т. Д.). Протоны находятся в ядре атома.
Нейтронов
Нейтроны примерно такие же массивные, как протоны, и находятся в ядре атома вместе с протонами. В то время как протоны имеют положительный заряд, а электроны - отрицательный, нейтроны не имеют заряда. Во многом изменение количества электронов не меняет самого элемента, изменение количества нейтронов сохраняет относительно один и тот же тип элемента, но создает изотоп. Изотопы могут быть нестабильными, и при распаде они выделяют энергию в виде излучения.
Кварки
Электроны - это элементарные частицы; однако протоны и нейтроны состоят из другого набора элементарных частиц, известных как кварки. Кварки, открытые в 1961 году, представляют собой самые маленькие частицы, известные в физике, и их шесть типов (верхняя, нижняя, очаровательная, странная, нижняя и верхняя). Три кварка объединяются и образуют барионы, в которые входят протоны и нейтроны. Кварк также может объединяться в пару с антикварком с образованием мезона, но этот тип материи чрезвычайно нестабилен и существует всего лишь доли миллисекунды.