ตำแหน่งของโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนภายในโครงสร้างอะตอม

คุณสามารถเปรียบเทียบโครงสร้างของอะตอมกับระบบสุริยะ โดยที่อิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียสในลักษณะที่ใกล้เคียงกับดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์เป็นสิ่งที่หนักที่สุดในระบบสุริยะ และนิวเคลียสถือส่วนใหญ่ของมวลอะตอม ในระบบสุริยะ แรงโน้มถ่วงทำให้ดาวเคราะห์อยู่ในวงโคจรของมัน ไฟฟ้าและแรงอื่นๆ ยึดอะตอมไว้ด้วยกัน

นิวเคลียสของอะตอมเป็นศูนย์กลางของอะตอม ซึ่งมีอนุภาคที่เรียกว่าโปรตอนและนิวตรอน จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสคือเลขอะตอมของธาตุ ตัวอย่างเช่น อะตอมฮีเลียมมีโปรตอนสองตัวเสมอ และคาร์บอนมีหกตัวเสมอ จำนวนนิวตรอนที่แตกต่างกันสำหรับองค์ประกอบเดียวกันทำให้อะตอม "ลูกพี่ลูกน้อง" เรียกว่าไอโซโทป ตัวอย่างเช่น อะตอมของไฮโดรเจนส่วนใหญ่ไม่มีนิวตรอน แต่มีเพียงไม่กี่อะตอมที่มีหนึ่งและน้อยกว่านั้นยังมีสองนิวตรอน นักวิทยาศาสตร์กองกำลังพิเศษเรียกว่า "แรงที่แข็งแกร่ง" ยึดโปรตอนและนิวตรอนไว้ด้วยกันภายในนิวเคลียส

โปรตอนเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมที่มีประจุบวกเพียงตัวเดียวในอะตอม ประจุไฟฟ้าของมันคือ 1.6022 * 10 ^ -19 คูลอมบ์ -- เหมือนกับอิเล็กตรอน แม้ว่าประจุของอิเล็กตรอนจะเป็นลบก็ตาม มวลของโปรตอนคือ 1.67 * 10^-27 กิโลกรัม อยู่ใกล้กับนิวตรอนมากและหนักกว่าอิเล็กตรอนประมาณ 1,837 เท่า

อิเล็กตรอนซึ่งมักแสดงด้วยสัญลักษณ์ "e" เป็นอนุภาคที่มีประจุลบเพียงอนุภาคเดียวที่พบในอะตอม มวลของอิเล็กตรอนคือ 1.1 * 10^-31 กก. อิเล็กตรอนถูกจัดกลุ่มเป็น "เปลือก" ที่แตกต่างกันซึ่งอยู่นอกนิวเคลียส แต่ละเปลือกมีอิเล็กตรอนจำนวนจำกัด และจำนวนขึ้นอยู่กับชนิดของเปลือก เปลือกอิเล็กตรอนอยู่ค่อนข้างไกลจากนิวเคลียส ทำให้อะตอมมีพื้นที่ว่างมากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์

นิวตรอนที่ไม่มีประจุไฟฟ้า อยู่ภายในนิวเคลียสพร้อมกับโปรตอน ธาตุทั้งหมดมีอย่างน้อยหนึ่งนิวตรอน ยกเว้นไฮโดรเจน มวลของนิวตรอนคือ 1.6749 * 10^-27 กก. ธาตุกัมมันตภาพรังสีบางชนิด เช่น ยูเรเนียม ปล่อยนิวตรอนออกมาบางส่วน เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น นิวตรอนจะเคลื่อนที่ออกนอกอะตอมโดยเฉลี่ยประมาณ 15 นาที ก่อนที่มันจะสลายตัวเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอน