Atomi ja sen osat

Antiikin Kreikassa oli filosofeja, jotka miettivät, mistä kaikki aine koostuu. Yksi ajatus oli, että jotkin pienimmät hiukkaset - atomit - olivat kaikki kaikessa. 1800-luvun alussa erilaiset kokeet varmistivat tämän teorian. Atomeja on oikeasti olemassa! Niitä pidettiin pyöreinä, kiinteinä palloina, jotka eivät voineet jakautua pienemmiksi osiksi.

Lähes sata vuotta myöhemmin, 1800-luvun lopulla, tehtiin uusi löytö. Atomeissa voi olla vielä pienempiä hiukkasia - elektroneja. Atomit eivät siis voi olla kaikkein pienimpiä olemassa olevia asioita. Ne eivät ole jakautumattomia. 1930-luvulta lähtien olemme tienneet, että atomit koostuvat kolmesta eri hiukkasesta.

Atomin keskellä - eli atomin ytimessä - on protoneja ja neutroneja. Ja ytimen ympärillä on elektroneja. Aluksi luultiin, että elektronit kiertävät ydintä kuin planeetat kiertävät aurinkoa. Nyt tiedämme, että se on hiukan monimutkaisempaa. Kiinteiden etäisyyksien sijasta elektronit muodostavat ikään kuin elektronipilven ytimen ympärille.

Voidaan sanoa, että elektronit ovat kaikkialla tässä elektronipilvessä - samaan aikaan! Elektronipilvi on valtava verrattuna ytimen kokoon - kymmeniätuhansia kertoja suurempi. Jos piirtäisimme kuvan atomista oikeaan mittakaavaan, ydin olisi vain pienen pieni piste. Atomin piirtäminen tällä tavoin ei ole kovin selkeää, joten usein atomi kuvataan ydin suurennettuna ja elektronit kiertoradoillaan sen ympärillä. Se on hyödyllinen malli siitä, kuinka atomi rakentuu menemättä liikaa yksityiskohtiin.

Kemiallisessa reaktiossa on mahdollista, että atomi menettää joitakin sen elektroneja, tai poimii lisää elektroneja... tai jakaa elektroneja toisen kanssa. Atomiydin on vakaampi. Siihen eivät vaikuta kemialliset reaktiot. Nyt kun pääsimme protoneihin, neutroneihin ja elektroneihin, tarkoittaako se että olemme valmiita?

Ovatko nämä hiukkaset aineen pienimpiä yksiköitä? Vai voidaanko ne jakaa vielä pienempiin osiin? Sikäli kun tiedämme, elektronia ei voida rikkoa pienempiin osiin. Se on alkeishiukkanen - eli elementaarinen hiukkanen. Entä sitten neutronit ja protonit?

Ne koostuvat pienemmistä hiukkasista, eli kvarkeista. Yhden neutronin tai yhden protonin rakentamiseen tarvitaan kolme kvarkkia. Kvarkkien erityispiirre on, että yksittäistä kvarkkia ei voi koskaan eristää. Ne ovat aina kaksittain tai kolmittain. Emme usko niiden olevan muodostuneita pienemmistä osista - kvarkit näyttävät olevan alkeishiukkasia aivan kuten elektronitkin.

Mutta tiede jatkaa uusien asioiden keksimistä, joten meidän täytyy ehkä joskus vaihtaa näkemystä siitä, mikä on pienin olemassa oleva aineen osa.