Строение атома

Все окружающие нас предметы состоят из атомов. Именно атомы строят вещество материального мира.

Хотя "атом" происходит от греческого слова "атомос", то есть "неделимый", он делим и состоит из еще более мелких частиц. То, что атом имеет сложное строение, ученые узнали куда позже. Ведь в химических реакциях атомы никогда не изменяются, а значит в них атом действительно неделимый. Однако, когда научились проводить ядерные реакции, то было подтверждено, что атом состоит из более мелких частиц.

Строение атома изучает атомная физика. Становление этой науки было сложным, так как атомы слишком мелкие и их трудно изучать. Диаметр одного атома составляет около одной миллионной миллиметра. В метрах получается 10^-10. Эту величину называют Ангстремом.

Атом состоит из ядра и электронных оболочек. Ядро находится в центре, а вокруг него вращаются электроны. Ядра очень маленькие по-сравнению со всем атомом, однако в них сосредоточена почти вся масса.

Атомы бывают разные как по массе, так и размеру. Одинаковые атомы образуют определенный химический элемент. Существует более 100 различных химических элементов, а значит и более 100 различных типов атомов. В их строении нет принципиальных различий. Различаются они лишь количеством составных частей.

Атомы состоят из протонов (p), нейтронов (n) и электронов (e). Протоны и нейтроны вместе образуют ядро, и их вместе называют нуклонами ("нуклеус" – ядро). Электроны "бегают" по электронным оболочкам, окружающим ядро. Точнее своим перемещением они и формируют эти оболочки.

Протоны заряжены положительно, нейтроны – нейтрально (ни положительно, ни отрицательно). Электроны заряжены отрицательно. В обычном состоянии атомы заряжены нейтрально, также как нейтроны, потому что в атомах количество протонов равно количеству электронов. Следовательно, каждый положительный заряд нейтрализуется одним отрицательным.

Массы протона и нейтрона примерно равны, масса электрона почти в 2000 раз меньше.

У атомов водорода – первого химического элемента – по одному протону и электрону. Это самый легкий и маленький атом. Следующим является гелий и у него уже по два протона, нейтрона и электрона.

Хотя в атомах количество протонов в норме совпадает с количеством электронов, но количество нейтронов не обязательно должно быть равно количеству протонов или электронов. Так атомы третьего химического элемента – лития – имеют по три протона и электрона, но четыре нейтрона.

У самых тяжелых атомов больше сотни протонов и электронов, при этом количество нейтронов может быть примерно в полтора раза больше количества протонов. Если с увеличением числа нейтронов возрастает только масса ядра, то с увеличением числа протонов возрастает заряд и масса ядра.

Протоны и электроны притягиваются друг к другу, поэтому электроны, двигаясь вокруг ядра, не отрываются от него. Поскольку у протонов и электронов есть электрические заряды, то взаимодействие между ними является электрическим.

Изменение состава ядра происходит только в сложных ядерных реакциях. Вместе с тем существует большое количество физических и химических явлений, в процессе которых от атома отрываются электроны или наоборот - к атому присоединяются дополнительные электроны. В результате этого образуются частицы, называемые ионами.

Ионы обладаю электрическим зарядом. В положительном ионе количество протонов превышает число электронов. В отрицательном, наоборот, электронов больше, чем протонов.