Gli atomi sono estremamente piccoli. Possono essere piccoli come 10-8 centimetri, o 0,1 nanometri, di diametro. Gli atomi sono costituiti da tre diversi tipi di particelle subatomiche: neutroni, protoni ed elettroni. Il nucleo, o centro di un atomo, è costituito da protoni, che sono particelle cariche positivamente e neutroni, che sono neutri (non hanno carica). Gli elettroni sono particelle caricate negativamente. Ogni atomo ha la stessa quantità di protoni ed elettroni, quindi ogni atomo ha una carica neutra.
A seconda di quanti neutroni, protoni ed elettroni atomi hanno, le loro proprietà variano. Quale elemento è un atomo è determinato da quanti protoni ha. Il numero di protoni nel nucleo di un dato atomo è chiamato il suo numero atomico, ed è questi numeri atomici con cui sono classificati gli elementi sulla tavola periodica. Ad esempio, un atomo di idrogeno ha un protone nel suo nucleo ed è quindi chiamato numero uno sulla tavola periodica. L’elio ha due protoni quindi il suo numero atomico è due e così via.
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Gli isotopi sono atomi che sembrano e agiscono allo stesso modo ma hanno un numero diverso di neutroni nei loro nuclei. Ad esempio, il numero atomico dell’idrogeno è sempre uno perché tutti gli atomi di idrogeno hanno un protone. Tuttavia, vari isotopi di idrogeno, come H-2, hanno un protone e un neutrone; H-3 ha un protone e due neutroni, ecc. La somma dei protoni e dei neutroni nel nucleo di un atomo è la sua massa atomica. Quindi, la massa atomica dell’isotopo H-2 è due, la massa atomica dell’isotopo H-3 è tre, e così via.