Av David Chandler
Uppdaterad 30 augusti 2022
Milkos/iStock/GettyImages
Atomer består av tre grundläggande underpartiklar:den positivt laddade protonen, den negativt laddade elektronen och den elektriskt neutrala neutronen. Storleken på proton- och elektronladdningarna är lika men motsatta, och de definierar en atoms elektriska beteende. Protoner och neutroner binder samman i kärnan via den starka kärnkraften, medan elektroner kretsar kring kärnan i ett moln som hålls av den jämförelsevis svagare elektromagnetiska kraften.
Elektroner har en negativ laddning, protoner en positiv laddning och neutroner är neutrala.
Varje grundämnes identitet bestäms av antalet protoner i dess kärna, känt som atomnumret. Till exempel innehåller en kolatom sex protoner, medan en kväveatom innehåller sju. Detta protonantal förblir oförändrat under kemiska reaktioner, vilket betyder att reaktanter och produkter är samma grundämnen.
Atomer av ett enda grundämne kan innehålla olika antal neutroner, vilket ger upphov till isotoper. Väte, till exempel, har tre isotoper:protium (inga neutroner), deuterium (en neutron) och tritium (två neutroner). Även om isotoper skiljer sig i massa, uppvisar de praktiskt taget identiskt kemiskt beteende.
Elektroner är inte hårt bundna till kärnan, vilket gör att de kan förloras, vinnas eller delas mellan atomer. En atom som förlorar en elektron blir en +1 jon; en som får en elektron blir en –1 jon. Kemiska bindningar uppstår från dessa elektronomlagringar.
Massan av en atom är i huvudsak summan av dess protoner och neutroner; elektroner bidrar försumbart och utelämnas vanligtvis från massberäkningar. Den resulterande siffran, atommassan, varierar med isotop. Protium (1p+0n) har en atommassa av 1; deuterium (1p+1n) har en atommassa på 2.
I naturliga prover existerar atomer som blandningar av isotoper. Atomvikt är det viktade medelvärdet av dessa isotopiska massor, vilket återspeglar deras naturliga överflöd. För väte ger övervikten av protium (massa 1) med mindre deuterium (massa 2) och tritium (massa 3) en genomsnittlig atomvikt på 1,008. Även om isotopförhållanden kan variera något mellan proverna, förblir de konsekvent lika.
