Розглянемо атом ближче

Ця повітряна куля наповнена газом, який змушує її плавати — гелій. Але що таке гелій? З чого це зроблено? Газоподібний гелій складається з дрібних частинок — атоми гелію. Атоми є будівельними блоками що складають світ. Вони утворюють гази, рідини та тверді тіла — все на світі! Самі атоми теж складаються з різних частин! Атоми часто зображують як моделі, що нагадують крихітні сонячні системи, з ядром у центрі і електрони, що обертаються навколо нього. Давайте спочатку розглянемо ядро ближче. Ядро складається з двох різних типів частинок — протони і нейтрони. Протони і нейтрони мають однакову масу, але протони мають позитивний електричний заряд, тоді як нейтрони взагалі не мають заряду. Кількість протонів визначає, яким елементом є атом. Наприклад, всі атоми гелію мають у своєму ядрі два протони — так ми знаємо, що це атоми гелію. Атоми з однаковою кількістю протонів в ядрі складають той самий елемент. В ядрі може бути від одного до 118 протонів, тому є 118 різних елементів. Число нейтронів в ядрі атомів елемента може варіюватися. Візьмемо ці два атоми з двома протонами. Обидва є атомами гелію, але один має два нейтрони, а інший має один нейтрон. Ці два атоми є двома різними варіантами гелію. Варіанти того самого елемента, які відрізняються кількістю нейтронів, відомі як ізотопи. Більшість елементів мають кілька ізотопів. Отже, протони і нейтрони є частинками з яких складається ядро атома. Це найважчі частини атома, і їх сукупна маса майже вся маса атома. А як щодо електронів? В атомі, завжди стільки ж електронів, що оточують ядро оскільки всередині ядра є протони. Кожен електрон має негативний електричний заряд. Позитивно заряджені протони і негативно заряджені електрони врівноважують один одного. Це робить загальний заряд атома нейтральним. У нашій моделі здається, що електрони трохи менші ніж протони і нейтрони. Але насправді, електронів набагато менше ніж частинки всередині ядра. Їх маса настільки мала це навіть не враховується в масі атома! Що ще, електрони не рухаються по чітких орбітах, як це передбачає наша модель. Натомість вони летять у всіх напрямках, утворюючи електронну хмару. І нарешті, електрони знаходяться набагато далі від ядра ніж у моделі. Уявіть ядро у вигляді крихітної сочевиці розміщений у центрі футбольного стадіону. Електрони, що кружляють навколо нього навіть не був би на стадіоні! Більша частина атома - це просто порожній простір. Електрони, особливо в зовнішніх шарах, дозволяють різним атомам реагувати один з одним. Сюди, окремі атоми можуть з'єднуватися з іншими утворювати молекули. Тепер ми знаємо: вся матерія в світі складається з крихітних атомів. Самі атоми складаються з ще дрібніших частинок: позитивно заряджені протони, негативно заряджені електрони, і нейтрони, що не мають заряду. Протони і нейтрони скупчені в ядрі в центрі атома. Число протонів в ядрі визначає, яким елементом є атом. А кількість нейтронів говорить нам, який варіант елемента — який ізотоп — атом є. Електрони кружляють навколо ядра, і дозволяють атомам об’єднуватися з іншими атомами і утворювати молекули.