Atomin rakenne — Koko ja massa

Koko ja massa

Elektronipilven “koko” ei tarkoita, että elektroni olisi suurimman osan ajasta tietyllä pallopinnalla. Orbitaalin todennäköisyys on kolmiulotteinen ja jatkuva, ja eri mittarit voivat määritellä atomisäteelle hieman eri arvon.

Protonit, neutronit ja elektronit

Neutraalilla atomilla on Z=13 ja A=27. Kuinka monta protonia, neutronia ja elektronia sillä on?

Ytimen koossapysyminen

Atomi koostuu hyvin pienestä positiivisesta ytimestä ja sitä ympäröivästä elektronipilvestä. Protoniluku Z määrää alkuaineen, neutronit muuttavat isotooppia ja elektronien määrä määrää neutraalin atomin tai ionin varauksen. Elektroneja ei kuvata klassisina planeettoina vaan kvanttitiloina.

Elektronien kvanttitilat

Atomin tyypillinen mittakaava on noin 10⁻¹⁰ m, kun ytimen säde on noin 10⁻¹⁵ m. Ydin vie siis äärimmäisen pienen osan tilavuudesta mutta sisältää lähes koko massan. Elektronipilvellä ei ole kovaa ulkoreunaa, vaan todennäköisyystiheys pienenee asteittain etäisyyden kasvaessa.

Koko ja massa

Protonin varaus on +e, elektronin −e ja neutroni on sähköisesti neutraali. Jos protonien määrä muuttuu, alkuaine vaihtuu. Jos neutronien määrä muuttuu, saadaan saman alkuaineen eri isotooppi. Elektronien lisääminen tai poistaminen tuottaa ionin muuttamatta ydintä.