Av Neha Tripathi Uppdaterad 24 mars 2022
Ben-Schonewille/iStock/Getty Images
Strukturen av en atom kan visualiseras som ett miniatyrsolsystem. Elektroner kretsar runt den täta kärnan ungefär som planeter kretsar runt solen. Medan gravitationen håller ihop planeterna är krafterna som binder en atom elektromagnetisk attraktion och den starka kärnkraften.
Kärnan sitter i centrum av varje atom och innehåller protoner och neutroner. Antalet protoner – dess atomnummer – definierar elementet; helium har alltid två protoner, kol sex, och så vidare. Isotoper av samma grundämne uppstår när neutronantalet varierar; de flesta väteatomer har inga neutroner, men sällsynta former bär en eller två. Den starka kärnkraften, en fundamental interaktion, håller protoner och neutroner bundna inom kärnan.
Protoner är de enda positivt laddade subatomära partiklarna i en atom. Var och en bär en laddning på +1,6022×10⁻¹⁹ coulombs, lika stor som en elektrons negativa laddning. Med en massa på 1,67×10⁻²⁷ kilogram är en proton ungefär 1 837 gånger tyngre än en elektron och nästan lika tung som en neutron.
Elektroner, betecknade med symbolen e⁻, är de enda negativt laddade partiklarna i en atom. Deras massa är bara 1,1×10⁻³¹ kilogram. Elektroner upptar diskreta energiskal som omger kärnan; varje skal har en begränsad kapacitet (2, 8, 18, 32, …) som bestämmer atomens kemiska beteende. Eftersom skalen ligger långt från kärnan, består atomer av mer än 99 % tomt utrymme.
Neutroner är neutrala partiklar som delar kärnan med protoner. Alla grundämnen utom väte innehåller minst en neutron. En neutrons massa är 1,6749×10⁻²⁷ kilogram, nästan identisk med en protons. Vid radioaktivt sönderfall kan en neutron sändas ut och vandra fritt i ungefär 15 minuter innan den omvandlas till en proton och en elektron.
