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Atome bestehen aus drei unterschiedlich geladenen Teilchen: dem positiv geladenen Proton, dem negativ geladenen Elektron und dem neutralen Neutron. Die Ladungen des Protons und des Elektrons sind gleich groß, aber in entgegengesetzter Richtung. Protonen und Neutronen werden durch die starke Kraft im Atomkern zusammengehalten. Die Elektronen in der den Kern umgebenden Elektronenwolke werden durch die viel schwächere elektromagnetische Kraft am Atom festgehalten.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Dies ist ganz einfach: Elektronen sind negativ geladen, Protonen sind positiv geladen und Neutronen - wie der Name schon sagt - sind neutral.
Protonen
Elemente unterscheiden sich durch die Anzahl der Protonen in ihrem Kern. Zum Beispiel haben Kohlenstoffatome sechs Protonen in ihrem Kern. Atome mit sieben Protonen sind Stickstoffatome. Die Anzahl der Protonen für jedes Element ist als Ordnungszahl bekannt und ändert sich bei chemischen Reaktionen nicht. Mit anderen Worten, die Elemente zu Beginn einer Reaktion - bekannt als die Reaktanten - sind die gleichen Elemente am Ende einer Reaktion - bekannt als die Produkte.
Neutronen
Obwohl Elemente eine bestimmte Anzahl von Protonen aufweisen, können Atome desselben Elements eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen aufweisen und werden als Isotope bezeichnet. Beispielsweise hat Wasserstoff drei Isotope mit jeweils einem Proton. Protium ist ein Wasserstoffisotop mit null Neutronen, Deuterium hat ein Neutron und Tritium hat zwei Neutronen. Obwohl sich die Anzahl der Neutronen zwischen den Isotopen unterscheiden kann, verhalten sich alle Isotope chemisch ähnlich.
Elektronen
Elektronen sind nicht so fest an das Atom gebunden wie Protonen und Neutronen. Dadurch können Elektronen zwischen Atomen verloren gehen, gewonnen oder sogar geteilt werden. Atome, die ein Elektron verlieren, werden zu Ionen mit einer Ladung von +1, da es jetzt ein Proton mehr gibt als Elektronen. Atome, die ein Elektron gewinnen, haben ein Elektron mehr als Protonen und werden zu einem -1-Ion. Chemische Bindungen, die Atome zu Verbindungen zusammenhalten, resultieren aus diesen Änderungen in der Anzahl und Anordnung der Elektronen.
Atommasse
Die Masse eines Atoms wird durch die Anzahl der Protonen und Neutronen im Kern bestimmt. Elektronen haben im Vergleich zu Protonen und Neutronen einen so geringen Massenanteil, dass sie bei der Bestimmung der Atommasse im Allgemeinen nicht berücksichtigt werden. Die Summe von Protonen und Neutronen ist als Atommasse bekannt und für jedes Isotop unterschiedlich. Beispielsweise hat das Wasserstoffisotop Protium ein Proton und eine Atommasse von einem. Deuterium mit einem Proton und einem Neutron hat eine Atommasse von zwei.
Atomares Gewicht
An chemischen Reaktionen sind viele, viele Atome beteiligt, und in der Natur sind diese Atome eine Mischung aus Isotopen. Das Atomgewicht für ein Element ist die Atommasse eines Elements, gewichtet nach dem Prozentsatz der in einer Probe gefundenen Isotope. Die meisten Wasserstoffatome sind Protiumisotope mit einer Atommasse von eins. Ein kleiner Prozentsatz dieser Atome ist jedoch Deuterium mit einer Atommasse von zwei und Tritium mit einer Atommasse von drei. Somit würde eine Probe von Wasserstoffatomen aufgrund der geringen Menge dieser schwereren Isotope, die die durchschnittliche Atommasse geringfügig erhöhen, ein Atomgewicht von 1,008 haben. Beachten Sie, dass der Prozentsatz der Isotope zwischen den Proben variieren kann, aber im Allgemeinen sehr ähnlich ist.