Protoner, neutroner og elektroner:deres ladninger forklaret

Af David Chandler
Opdateret 30. august 2022

Milkos/iStock/GettyImages

Atomer er sammensat af tre grundlæggende underpartikler:den positivt ladede proton, den negativt ladede elektron og den elektrisk neutrale neutron. Størrelsen af ​​proton- og elektronladningerne er lige store, men modsatte, og de definerer et atoms elektriske opførsel. Protoner og neutroner binder sig sammen i kernen via den stærke kernekraft, mens elektroner kredser om kernen i en sky, der holdes af den forholdsvis svagere elektromagnetiske kraft.

TL;DR (for lang; læste ikke)

Elektroner har en negativ ladning, protoner en positiv ladning, og neutroner er neutrale.

Protoner

Hvert elements identitet bestemmes af antallet af protoner i dets kerne, kendt som atomnummeret. For eksempel indeholder et carbonatom seks protoner, mens et nitrogenatom indeholder syv. Dette protontal forbliver uændret under kemiske reaktioner, hvilket betyder, at reaktanter og produkter er de samme grundstoffer.

Neutroner

Atomer af et enkelt element kan indeholde forskellige antal neutroner, hvilket giver anledning til isotoper. Hydrogen har for eksempel tre isotoper:protium (ingen neutroner), deuterium (én neutron) og tritium (to neutroner). Mens isotoper adskiller sig i masse, udviser de næsten identisk kemisk adfærd.

Elektroner

Elektroner er ikke tæt bundet til kernen, hvilket tillader dem at blive tabt, opnået eller delt mellem atomer. Et atom, der mister en elektron, bliver en +1 ion; en der får en elektron bliver en -1 ion. Kemiske bindinger opstår fra disse elektronomlejringer.

Atommasse

Massen af et atom er i det væsentlige summen af dets protoner og neutroner; elektroner bidrager ubetydeligt og udelades normalt fra masseberegninger. Den resulterende figur, atommassen, varierer med isotop. Protium (1p+0n) har en atommasse på 1; deuterium (1p+1n) har en atommasse på 2.

Atomvægt

I naturlige prøver eksisterer atomer som blandinger af isotoper. Atomvægt er det vægtede gennemsnit af disse isotopiske masser, hvilket afspejler deres naturlige overflod. For brint giver overvægten af ​​protium (masse 1) med mindre deuterium (masse 2) og tritium (masse 3) en gennemsnitlig atomvægt på 1,008. Selvom isotopforhold kan variere lidt mellem prøverne, forbliver de konsekvent ens.