L'attuale modello atomico di un nucleo strettamente imballato di protoni e neutroni, circondati da una nube di elettroni è il risultato cumulativo di successive generazioni di chimici e fisici sulla base di altro lavoro. Loro sforzi hanno rivelato come l'interazione tra le differenze di questi componenti dettare il comportamento della materia intorno a noi. Queste differenze includono il tipo di particelle, la carica delle particelle, la massa di particelle e la facilità o la difficoltà con cui viene modificato il numero di particelle.
Carica delle particelle
Il nucleo contiene positivamente particelle cariche chiamate protoni e neutro particelle cariche chiamate neutroni. La nube di elettroni negativamente contiene particelle cariche chiamate elettroni. Mentre le accuse del protone e dell'elettrone sono opposte, sono uguali in grandezza, affinché un atomo con lo stesso numero di protoni ed elettroni ha una netta carica neutra. Perché neutroni hanno una carica neutra non hanno alcun effetto sulla carica dell'atomo.
Massa delle particelle
Quasi tutta la massa dell'atomo si trova nel nucleo. Mentre protoni e neutroni hanno masse simili, l'elettrone ha una massa di meno di 0,1 per cento rispetto a quella di un protone o neutrone. La massa di un atomo è descritto spesso in unità di massa atomica (amu), con protoni e neutroni aventi una massa di circa un amu. La massa atomica è quindi il numero di protoni e neutroni nel nucleo e ignora la piccola donazione di massa dagli elettroni nella nube dell'elettrone.
Numero di protoni e neutroni
Le proprietà dell'atomo sono regolate dal numero di protoni, dato come numero atomico. Diversi elementi hanno un determinato numero di protoni; ad esempio, tutti gli atomi di idrogeno hanno un protone e tutti gli atomi di elio hanno due protoni. Gli atomi dello stesso elemento possono avere diverso numero di neutroni, tuttavia, e ogni variazione del numero di neutroni è chiamato un isotopo. Ad esempio, esistono tre isotopi dell'idrogeno: protium, con zero neutroni, deuterio, con un neutrone e il trizio, con due neutroni. Ciascuno di questi due isotopi ancora ha un solo protone.
Numero di elettroni
Mentre il numero di protoni e neutroni in un atomo non cambia nelle reazioni chimiche, può modificare il numero di elettroni nella nube dell'elettrone. Atomi che guadagnano o perdono elettroni diventano noto come ioni ed hanno una carica netta proporzionale al numero di elettroni guadagnato o perso, perché il numero di protoni non cambia. Se un atomo neutro perde due elettroni, lo ione è detto di avere una carica di + 2, come ci sono ora due protoni più che ci sono gli elettroni. Se un atomo neutro perde un elettrone, lo ione è detto di avere una carica netta pari a -1, come c'è ora un elettrone in più rispetto al numero totale di protoni. Gli atomi possono anche condividere gli elettroni per formare legami covalenti.