تُعد الذرة أصغر وحدة تأسيسية للمادة العادية، حيث تتكون كل مادة صلبة وسائلة وغازية وبلازما من ذرات محايدة أو مؤينة.
طبيعة الذرة
تتكون الذرات من نواة تحتوي على بروتونات ونيوترونات، وإلكترونات ترتبط بالنواة، وتحتوي النواة عادة على عدد مماثل من البروتونات والنيوترونات، ويمكن التنبؤ بسلوك الذرات باستخدام الفيزياء الكلاسيكية بسبب صغر حجم الذرة، ويشكل النواة أكثر من 99.94٪ من كتلة الذرة، وتحمل البروتونات شحنة موجبة والإلكترونات شحنة سالبة، ولا تحمل النيوترونات أي شحنة كهربائية.
عندما يكون عدد البروتونات والإلكترونات متساويين، فإن الذرة تكون محايدة كهربائيا، وإذا كان هناك عدد أكبر أو أقل من الإلكترونات من البروتونات، فإن الذرة تكون مشحونة سالبًا أو موجبة بشكل عام وتسمى أيون.
انجذاب الذرات
تنجذب الإلكترونات في الذرة نحو البروتونات في النواة الذرية بفعل القوة الكهرومغناطيسية. كما تنجذب البروتونات والنيوترونات في النواة نحو بعضها بواسطة قوة مختلفة، وهي القوة النووية التي تكون عادة أقوى من القوة الكهرومغناطيسية التي تصدح البروتونات المشحونة إيجابيا من بعضها البعض. وفي ظروف معينة، تصبح القوة الكهرومغناطيسية الصاعقة أقوى من القوة النووية، ويمكن طرد النوكليونات من النواة، مما يؤدي إلى تحول النواة وتكوين عنصر مختلف. هذه العملية تسمى التآكل النووي.
الذرات هي الوحدات الأساسية التي تشكل كل مادة في الكون، ويتألف كل عنصر في الجدول الدوري من ذرات تنظم بشكل فريد، وتمنح العناصر خصائص فيزيائية مختلفة اعتمادا على كتلة البناء الذرية الفريدة لكل عنصر. وتتكون الذرات نفسها من أعداد مختلفة من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات، وذلك اعتمادا على العنصر المحدد.
مكونات الذرة
النواة
تحتوي نواة الذرة على غالبية كتلة الذرة ، و تتكون من بروتونات و نيوترونات ، والتي يشار إليها مجتمعة باسم النواة، تدور الإلكترونات الأكثر شدة عن نواة الذرة حولها ، و يحدد عدد البروتونات و النيوترونات التي تحتوي على نواة الذرة أن عدد الكتلة للذرة ، يشار إليه أحيانًا بـ “رقم النوكليون”.
البروتونات
البروتونات عبارة عن جزيئات مشحونة إيجابيا في نواة الذرة ، و تشكل البروتونات إلى جانب النيوترونات ، الغالبية العظمى من الكتلة الكلية للذرة ، العدد الكلي للبروتونات في الذرة يمثل العدد الذري الثابت للذرة ، البروتونات الفردية لها وزن 1.0073 على مقياس الكربون 12 ، وهو المقياس الذي يقيس الكتلة النسبية للذرات.
النيوترونات
النيوترونات هي جسيمات بدون شحنة توجد في نواة الذرة مع البروتونات، وعلى مقياس الكربون-12 فإن وزن النيوترونات يكاد يكون متطابقا لوزن البروتونات، وتعتبر عدد البروتونات ثابتة لكل عنصر بينما يمكن أن يختلف عدد النيوترونات، ولذلك فإن الكتلة الذرية قد تختلف من عنصر إلى آخر.
الالكترونات
الإلكترونات هي جسيمات سالبة الشحنة تتدور حول نواة الذرة، وهي أخف بكثير من البروتونات والنيوترونات، ولديها كتلة نسبية تساوي 1/1836 من كتلة البروتونات، وتدور الإلكترونات في النواة في سلسلة من المستويات المعروفة باسم `مستويات الطاقة`.