Три частицы атома
| Частица | Заряд | Масса | Где находится |
|---|---|---|---|
| Протон | +1 (е) | ~1 а.е.м. (1,67·10⁻²⁷ кг) | Ядро |
| Нейтрон | 0 | ~1 а.е.м. (чуть тяжелее протона) | Ядро |
| Электрон | −1 (е) | ~0,00055 а.е.м. (в 1836 раз легче) | Вокруг ядра |
Протоны и нейтроны вместе называют нуклонами. Число нуклонов — это массовое число A. Число протонов — зарядовое число Z (атомный номер).
Почему атом нейтрален
В обычном атоме число протонов (положительных) равно числу электронов (отрицательных). Суммарный заряд — ноль. Если атом теряет или приобретает электрон, он становится ионом — положительным или отрицательным.
Что определяет химический элемент
Исключительно число протонов — Z. Углерод — это всегда 6 протонов. Добавь протон — получишь азот. Число нейтронов может меняться: так образуются изотопы. Например, углерод-12 (6 протонов + 6 нейтронов) и радиоактивный углерод-14 (6 протонов + 8 нейтронов) — оба углерод.
Почему электрон такой лёгкий
Масса электрона — mₑ ≈ 9,11·10⁻³¹ кг, это примерно 1/1836 массы протона. Именно поэтому почти вся масса атома сосредоточена в ядре, хотя электроны занимают весь объём атома. Масса электрона так мала, что при расчётах атомных масс её обычно не учитывают.
Кварки внутри протонов и нейтронов
Протон и нейтрон — не элементарные частицы. Каждый состоит из трёх кварков, связанных сильным ядерным взаимодействием. Протон = 2 верхних кварка (u) + 1 нижний (d); нейтрон = 1 верхний + 2 нижних. Для школьного курса это необязательно, но интересно знать.
