ความแตกต่างระหว่างอะตอม ไอออน โมเลกุล และสารประกอบ

ทรายเม็ดเดียวประกอบด้วยโมเลกุลซิลิกอนไดออกไซด์ประมาณ 2.3 x 10^19 นั่นอาจดูเหมือนมาก แต่เม็ดทรายนั้นมีอะตอมมากกว่าโมเลกุล เนื่องจากแต่ละโมเลกุลของซิลิกอนไดออกไซด์ประกอบด้วยสามอะตอม มีความสัมพันธ์ระหว่างอะตอม ไอออน โมเลกุล และสารประกอบ แต่เอนทิตีเหล่านี้มีความแตกต่างที่สำคัญเช่นกัน

อะตอมเป็นอนุภาคเล็กๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นทุกสิ่งอย่างเหลือเชื่อ หากคุณสามารถมองเข้าไปข้างในได้ คุณจะเห็นอิเล็กตรอนขนาดเล็กตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปโคจรรอบนิวเคลียส ซึ่งเป็นตำแหน่งศูนย์กลางที่มีโปรตอนและนิวตรอนขนาดใหญ่อาศัยอยู่ โปรตอนมีประจุบวก อิเล็กตรอนมีประจุลบ และนิวตรอนมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า อะตอมเองนั้นเป็นกลางทางไฟฟ้าเมื่อมีอิเล็กตรอนและโปรตอนเท่ากัน โปรตอนและนิวตรอนแต่ละตัวในอะตอมประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กสามตัวที่เรียกว่าควาร์ก

ไอออนแตกต่างจากอะตอมปกติเพราะมีอิเล็กตรอนและโปรตอนจำนวนไม่เท่ากัน ถ้าอะตอมสูญเสียอิเล็กตรอนไป จะได้รับประจุบวก การรับอิเล็กตรอนจะสร้างอะตอมที่มีประจุลบ ไอออนมีปฏิกิริยาและคุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างจากอะตอมที่เป็นกลาง การแสดงกิจกรรมไอออนิกอันน่าทึ่งเกิดขึ้นเมื่อแสงอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์กระทบกับโมเลกุลของก๊าซในโคม่าของดาวหางทำให้เกิดหางไอออน

ใหญ่กว่าอะตอม โมเลกุลคือกลุ่มของอะตอมที่ถูกผูกมัด อะตอมสามารถรวมกันในรูปแบบต่างๆ เพื่อสร้างโมเลกุลและสารประกอบ ธาตุ เช่น ทอง ประกอบด้วยโมเลกุลของอะตอมเพียงประเภทเดียว ในขณะที่สารประกอบมีอะตอมต่างกัน คุณสามารถบอกจำนวนอะตอมของแต่ละชนิดที่มีอยู่ในโมเลกุลหรือสารประกอบได้โดยดูจากสูตรทางเคมีของอะตอม น้ำ หนึ่งในสารประกอบที่มีมากที่สุด ประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม และออกซิเจน 1 อะตอม มีสูตรทางเคมีคือ H2O ตัวห้อย 2 หลัง H ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ธาตุของไฮโดรเจน ช่วยให้คุณรู้ว่าน้ำมีไฮโดรเจน 2 อะตอม หากไม่มีตัวเลขตามหลังสัญลักษณ์ธาตุในสูตรเคมี เช่น กับ O ใน H2O แสดงว่ามีอะตอมเพียงอะตอมเดียวในโมเลกุล นั่นเป็นสาเหตุที่สูตรของน้ำคือ H2O แทนที่จะเป็น H2O1

มีสารประกอบมากกว่า 13 ล้านชนิด แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะรู้จักเพียง 109 องค์ประกอบเท่านั้น สารประกอบจำนวนมหาศาลนี้เป็นไปได้เพราะองค์ประกอบต่างๆ รวมกันในหลากหลายวิธีในการผลิตสารประกอบ ไอโซโทปเป็นรูปแบบของธาตุที่มีจำนวนนิวตรอนแตกต่างจากธาตุเดิม ตัวอย่างเช่นไฮโดรเจนมีโปรตอนเพียงตัวเดียว อย่างไรก็ตาม ไอโซโทปของไฮโดรเจนอาจมีนิวตรอนเป็นศูนย์ หนึ่งหรือสองนิวตรอน เนื่องจากอัตราส่วนของนิวตรอนต่อโปรตอนในไอโซโทปไม่สมดุล นิวเคลียสของไอโซโทปมักจะพยายามทำให้ตัวมันเสถียรโดยการเปลี่ยนจำนวนโปรตอนหรือนิวตรอนที่อาศัยอยู่ในนิวเคลียส เมื่อสิ่งนั้นเกิดขึ้น นิวเคลียสจะสร้างรังสีไอออไนซ์