Av Kevin Lee | Uppdaterad 24 mars 2022
Bildkredit:Creativeye99/iStock/GettyImages
Ett enda sandkorn innehåller ungefär 2,3×10 19 kiseldioxid (SiO2) molekyler. Även om den siffran är häpnadsväckande, rymmer kornet ännu fler atomer, eftersom varje SiO₂-molekyl består av tre atomer.
Atomer är de grundläggande enheterna i alla fysiska ämnen. Inuti en atom hittar du en kärna – gjord av protoner och neutroner – omgiven av ett moln av elektroner. Protoner har en positiv laddning, elektroner negativa och neutroner är neutrala. När en atom har lika många protoner och elektroner är den elektriskt neutral. Varje proton eller neutron är själv gjord av tre ännu mindre partiklar som kallas kvarkar.
När en atom förlorar en eller flera elektroner blir den positivt laddad; när den får elektroner blir den negativt laddad. Dessa laddade atomer kallas joner. Eftersom joner bär laddning, beter de sig annorlunda än neutrala atomer i kemiska reaktioner. Till exempel visar jonsvansen på en komet – synlig när solljus joniserar gaserna i dess koma – den dynamiska naturen hos joniska arter.
En molekyl är en grupp av två eller flera atomer som är kemiskt bundna. Grundämnen - som guld eller väte - består av endast en typ av atom, medan föreningar består av minst två olika grundämnen. Kemiska formler avslöjar den exakta sammansättningen av en molekyl:vatten (H2O) innehåller två väteatomer och en syreatom. Nedsänkningen efter ett elements symbol indikerar antalet atomer i det elementet; om ingen sänkning finns, antas endast en atom.
Trots att forskare har katalogiserat bara 109 grundämnen (antalet har nyligen ökat till 118 enligt IUPAC), har mer än 13 miljoner distinkta föreningar identifierats, vilket illustrerar de enorma kombinatoriska möjligheterna med atombindning.
En isotop är en variant av ett grundämne som skiljer sig i neutronantal. Till exempel har vätes vanligaste isotop (protium) en proton och inga neutroner, men dess tyngre former - deuterium (en proton, en neutron) och tritium (en proton, två neutroner) - introducerar olika nukleära egenskaper. När en kärna söker stabilitet kan den sända ut joniserande strålning, ett fenomen som är centralt för kärnkemi och fysik.
