Subatomære partikler: Så det er det som er i en Atom

June 24  by Eliza

Atomet er den minste delen av saken som representerer et bestemt element. For en god stund, ble atomet antatt å være den minste delen av saken som kunne eksistere. Men i siste del av det 19. århundre og begynnelsen av det 20., forskere oppdaget at atomer er sammensatt av visse subatomære partikler og at, uansett hva elementet, de samme subatomære partikler utgjør atom. Antall av de ulike subatomære partikler er det eneste som varierer.

Forskere innser nå at det er mange subatomære partikler (dette virkelig gjør fysikere sikle). Men for å være vellykket i kjemi, du egentlig bare trenger å være opptatt av de tre store subatomære partikler:

  • Protoner
  • Nøytroner
  • Elektroner

Tabellen nedenfor oppsummerer egenskapene til disse tre subatomære partikler.

De tre store subatomære partikler


Navn


Symbol


Lade


Masse (g)


Mass (amu)


Beliggenhet


Proton


P +


1


1,673 x 10 -24


1


Nucleus


Neutron


n 0


0


1,675 x 10 -24


1


Nucleus


Electron


e -


-1


9,109 x 10 -28


0,0005


Utenfor Nucleus

I tabellen er massene av subatomære partikler oppført på to måter: gram og amu, som står for atommasse enheter. Uttrykke masse i amu er mye enklere enn å bruke gram tilsvarende.

Atommasseenhetene er basert på noe som kalles Carbon 12 skala, en verdensomspennende standard som er blitt vedtatt for atomvekter. Ved internasjonal avtale, et karbonatom som inneholder 6 protoner og nøytroner 6 har en atomvekt på nøyaktig 12 amu, slik at en amu er 1/12 av dette karbonatom. Men hva gjør karbonatomer og tallet 12 har å gjøre med noe? Fordi massen i gram av protoner og nøytroner er nesten nøyaktig den samme, er begge protoner og nøytroner sies å ha en masse på 1 amu. Legg merke til at massen av en elektron er mye mindre enn den til enten et proton eller nøytron. Det tar nesten 2000 elektroner til lik massen av et enkelt proton.

Tabellen viser også den elektriske ladningen knyttet til hver subatomære partikkel. Uansett kan bli elektrisk ladet på en av to måter: positive eller negative. Proton har én enhet av positiv ladning, bærer elektronet en enhet av negativ ladning, og nøytronet har ingen kostnad - det er nøytralt.

Forskere har oppdaget gjennom observasjon at gjenstander med like ladninger, enten positiv eller negativ, frastøte hverandre, og objekter med ulik ladninger tiltrekker hverandre.

Atomet seg selv har ingen kostnad. Det er nøytral. (Vel, egentlig, enkelte atomer kan vinne eller tape elektroner og få en kostnad. Atomer som får en kostnad, enten positive eller negative, kalles ioner.) Så hvordan kan et atom være nøytral hvis den inneholder positivt ladede protoner og negativt ladde elektroner ? Ah, godt spørsmål. Svaret er at det er like mange protoner og elektroner - like mange positive og negative ladninger - slik at de utligner hverandre.

Den siste kolonnen i tabellen viser plasseringen av de tre subatomære partikler. Protoner og nøytroner er plassert i kjernen, en tett sentral kjerne i midten av atom, mens de elektroner som befinner seg utenfor kjernen.