Vad kostar protoner, neutroner och elektroner?

Atomer består av tre olika laddade partiklar: den positivt laddade protonen, den negativt laddade elektronen och den neutrala neutronen. Protonens och elektronens laddningar är lika stora men motsatta i riktning. Protoner och neutroner hålls samman i en atoms kärna av den starka kraften. Elektronerna i elektronmolnet som omger kärnan hålls mot atomen av den mycket svagare elektromagnetiska kraften.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Det här är enkelt: elektroner har en negativ laddning, protoner har en positiv laddning och neutroner - som namnet antyder - är neutrala.

Element skiljer sig från varandra genom antalet protoner i deras kärna. Till exempel har kolatomer sex protoner i sin kärna. Atomer med sju protoner är kväveatomer. Antalet protoner för varje element är känt som atomnummer och förändras inte i kemiska reaktioner. Med andra ord är elementen i början av en reaktion - känd som reaktanterna - samma element i slutet av en reaktion - känd som produkterna.

Även om element har ett specifikt antal protoner, kan atomer av samma element ha olika antal neutroner och kallas isotoper. Till exempel har väte tre isotoper, var och en med en enda proton. Protium är en isotop av väte med noll neutroner, deuterium har en neutron och tritium har två neutroner. Även om antalet neutroner kan skilja sig mellan isotoper, beter sig isotoperna på ett kemiskt liknande sätt.

Elektroner är inte så tätt bundna till atomen som protoner och neutroner. Detta gör att elektroner kan gå förlorade, vinna eller till och med dela mellan atomer. Atomer som tappar en elektron blir joner med en +1 laddning, eftersom det nu finns en proton mer än elektroner. Atomer som får en elektron har en elektron mer än protoner och blir en -1-jon. Kemiska bindningar som håller atomer tillsammans för att bilda föreningar beror på dessa förändringar i antal och arrangemang av elektroner.

Massan av en atom bestäms av antalet protoner och neutroner i kärnan. Elektroner har en så liten del av massan jämfört med protoner och neutroner att de i allmänhet bortses från när man bestämmer en atoms massa. Summen av protoner och neutroner är känd som atommassan och är olika för varje isotop. Vätens isotopprotium har till exempel en proton och en atommassa på en. Deuterium med en proton och en neutron har en atommassa på två.

Kemiska reaktioner involverar många, många atomer, och i naturen är dessa atomer en blandning av isotoper. Atomvikten för ett element är atommassan för ett element viktat för procentandelen isotoper som finns i ett prov. De flesta väteatomer är protiumisotoper med en atommassa på en. En liten andel av dessa atomer är emellertid deuterium med en atommassa på två och tritium med en atommassa på tre. Således skulle ett prov av väteatomer ha en atomvikt på 1,008 på grund av den lilla mängden av dessa tyngre isotoper som något ökar den genomsnittliga atommassan. Observera att andelen isotoper kan variera mellan proverna men i allmänhet är mycket lika.