Шта су атом, електрон, неутрон и протон?

Атом, изведен из грчке речи која се лабаво преводи у „оно што се не може поделити“, широко се сматра основном јединицом све материје. Атоми се састоје од субатомских честица названих протони, неутрони и електрони, а прва два бораве у језгро атома и чини готово сву његову масу, а електрони ограничени на орбитале на ивици атом. Број протона у природним атомима се креће од 1 до 92; ови различити атоми одговарају елементима који имају различита електрохемијска својства због различитих маса и јединственог распореда њихових ситних саставних честица у простору.

Атоми су изузетно мале честице и не могу се даље делити осим изванредним средствима. Замислите делове који чине слагалицу. Они се технички могу раздвојити на мање комаде картона и папира њиховим уништавањем, али у практичне сврхе ови делови су основни, недељиви елементи слагалица.

Атоми се састоје од протона који носе позитиван електрични набој; електрони који носе негативан набој; и неутрони, који не носе наелектрисање. Тако је у обичном, електрички неутралном атому, број протона и број електрона једнак.

Атомска маса атома приближно је једнака броју протона плус броју електрона, пошто је маса електрона практично занемарљива.

Протон је у ствари индексна честица било ког атома. Број протона у атому одређује идентитет елемента којем атом припада; другим речима, ако два атома имају различит број протона, они нису исти елемент.

Број протона у елементу одређује његов атомски број, З. Водоник је најлакши елемент и има један протон (З = 1); уранијум је најтежи природни елемент и има 92 протона (З = 92). Сваки протон, коме је додељена маса од 1.00728 атомских масених јединица (аму), има наелектрисање означено са +1.

Атоми могу постојати само са протоном у свом језгру, као што је случај са атомима водоника. Језгро без најмање једног пратећег протона, међутим, није атом.

Неутрони су по величини слични протонима, са аму од 1.00867, и такође насељавају језгро атома. Број неутрона у атому у најстабилнијој конфигурацији елемента је обично већи од броја протона, с тим што овај диспаритет постаје све већи како се атомски број повећава. Атом водоника, на пример, има протон, али не и неутроне, док атом хелијума има по два. С друге стране, калај има 50 протона и 69 неутрона, док уранијум има 92, односно 146.

Број протона плус неутрони у атому је његов масени број, М. Стога је број неутрона у атому његов атомски масени број умањен за његов атомски број, или М - З.

Ако атом добије или изгуби неутроне, он остаје исти елемент, али постаје изотоп тог елемента. Различити изотопи се идентификују додавањем М у горњи леви угао скраћенице за тај елемент. На пример, ¹⁴Ц је изотоп угљеника (З = 6) који има осам неутрона, а не уобичајених шест.

Електрони су ситне (0,000549 аму), негативно наелектрисане честице за које је описано да круже око протона и неутрона који чине језгро атома, на начин да планете круже око Сунца. Ово је, у најбољем случају, груб опис, јер је напредак квантне физике довео до концепта дискретних орбитала око језгра између којих електрони могу да „скачу“. Ове орбитале одговарају различитим нивоима електромагнетне енергије и дају им имена попут с, п, д и ф. Кретање електрона потиче од тога што имају наелектрисање -1 и што их привлачи позитивно наелектрисано језгро.

Обично је број електрона у атому једнак З, чинећи ове атоме неутралним у укупном наелектрисању. Неки атоми имају различит број протона и електрона, што резултира нето позитивним или негативним наелектрисањем. Ови атоми се називају јони.