Inhoud
Atomen zijn samengesteld uit drie verschillend geladen deeltjes: het positief geladen proton, het negatief geladen elektron en het neutrale neutron. De ladingen van het proton en elektron zijn gelijk in grootte maar tegengesteld in richting. Protonen en neutronen worden bijeengehouden in de kern van een atoom door de sterke kracht. De elektronen in de elektronenwolk rond de kern worden door de veel zwakkere elektromagnetische kracht tegen het atoom gehouden.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Deze zijn eenvoudig: elektronen hebben een negatieve lading, protonen hebben een positieve lading en neutronen zijn - zoals de naam al aangeeft - neutraal.
protonen
Elementen onderscheiden zich van elkaar door het aantal protonen in hun kern. Koolstofatomen hebben bijvoorbeeld zes protonen in hun kern. Atomen met zeven protonen zijn stikstofatomen. Het aantal protonen voor elk element staat bekend als het atoomnummer en verandert niet in chemische reacties. Met andere woorden, de elementen aan het begin van een reactie - bekend als de reactanten - zijn dezelfde elementen aan het einde van een reactie - bekend als de producten.
neutronen
Hoewel elementen een specifiek aantal protonen hebben, kunnen atomen van hetzelfde element een verschillend aantal neutronen hebben en isotopen worden genoemd. Waterstof heeft bijvoorbeeld drie isotopen, elk met een enkel proton. Protium is een isotoop van waterstof met nul neutronen, deuterium heeft één neutron en tritium heeft twee neutronen. Hoewel het aantal neutronen tussen isotopen kan verschillen, gedragen de isotopen zich allemaal op een chemisch vergelijkbare manier.
elektronen
Elektronen zijn niet zo nauw aan het atoom gebonden als protonen en neutronen. Hierdoor kunnen elektronen verloren gaan, worden verkregen of zelfs worden gedeeld tussen atomen. Atomen die een elektron verliezen, worden ionen met een +1 lading, omdat er nu één meer proton is dan elektronen. Atomen die een elektron winnen, hebben één meer elektron dan protonen en worden een -1 ion. Chemische bindingen die atomen bij elkaar houden om verbindingen te vormen, zijn het resultaat van deze veranderingen in het aantal en de rangschikking van elektronen.
Atoom massa
De massa van een atoom wordt bepaald door het aantal protonen en neutronen in de kern. Elektronen hebben een zo kleine fractie van massa vergeleken met protonen en neutronen dat ze in het algemeen buiten beschouwing worden gelaten bij het bepalen van een atomenmassa. De som van protonen en neutronen staat bekend als de atoommassa en is verschillend voor elke isotoop. Waterstof isotoopprotium heeft bijvoorbeeld één proton en een atoommassa van één. Deuterium met één proton en één neutron heeft een atoommassa van twee.
Atoomgewicht
Chemische reacties omvatten vele, vele atomen, en in de natuur zijn deze atomen een mengsel van isotopen. Het atoomgewicht voor een element is de atoommassa van een element gewogen voor het percentage isotopen gevonden in een monster. De meeste waterstofatomen zijn protiumisotopen met een atoommassa van één. Een klein percentage van deze atomen is echter deuterium met een atoommassa van twee en tritium met een atoommassa van drie. Aldus zou een monster van waterstofatomen een atoomgewicht van 1,008 hebben vanwege de kleine hoeveelheid van deze zwaardere isotopen die de gemiddelde atoommassa enigszins verhoogt. Merk op dat het percentage isotopen tussen monsters kan variëren, maar over het algemeen erg op elkaar lijkt.