Àtom
unitat de matèria més petita d'un element químic
Un àtom és la unitat constituent més petita de la matèria ordinària que forma un element químic. Tot sòlid, líquid, gas i plasma es compon d'àtoms ionitzats o neutres. Els àtoms són extremament petits i tenen una mida d'aproximadament 100 picòmetres. Són tan petits que intentar predir el seu comportament per mitjà de la física clàssica —considerant-los, per exemple, com si fossin boles de billar— retorna prediccions incorrectes a causa dels efectes quàntics. Gràcies al desenvolupament de la física, els models atòmics han incorporat principis quàntics per poder explicar i predir millor aquest comportament.
| Àtom | |
|---|---|
 Il·lustració de l'àtom d'heli on es mostra el nucli (en rosa) i la distribució del núvol d'electrons (negre). El nucli (a dalt a la dreta) de l'heli-4 és en realitat simètric esfèricament i s'assembla molt al núvol d'electrons, però en nuclis més complicats aquests no és sempre el cas. La barra negra és la mesura d'un ångström (1x10-10 m). | |
| Classificació | |
| Divisió més petita possible d'un element químic | |
| Propietats | |
| Massa | ≈ 1,66 × 10−27 a 4,52 × 10−25 kg |
| Càrrega elèctrica | Zero (neutra) o amb càrrega iònica |
| Diàmetre | 62 pm (He) a 520 pm (Cs) (llista completa) |
| Components | Electrons i un nucli compacte de protons i neutrons |
Tot àtom està compost per un nucli i un o més electrons lligats al nucli. El nucli està fet d'un o més protons i, típicament, un nombre similar de neutrons; els protons i neutrons s'anomenen nucleons. Més del 99,94% de la massa de l'àtom està concentrada al nucli. Els protons tenen una càrrega elèctrica positiva; els electrons, negativa; i els neutrons no en tenen. Si el nombre de protons i electrons és el mateix, llavors l'àtom és elèctricament neutre; en canvi, si té més o menys electrons que protons, té una càrrega negativa o positiva (respectivament) i s'anomena ió.
Els electrons d'un àtom resulten atrets als protons del nucli atòmic per la força electromagnètica. Els protons i neutrons del nucli s'atrauen entre si, però, per una força diferent, la força nuclear, que normalment és més forta que la força electromagnètica que repel·leix els protons carregats positivament entre si. En algunes circumstàncies, la força electromagnètica de repulsió esdevé més forta que la nuclear, i els nucleons poden resultar expulsats del nucli, deixant enrere un element diferent: es tracta d'una desintegració nuclear que resulta en una transmutació nuclear.
El nombre de protons del nucli defineix a quin element químic pertany l'àtom: per exemple, tots els àtoms de coure contenen 29 protons. El nombre de neutrons, d'altra banda, defineix l'isòtop de l'element. El nombre d'electrons influeix en les propietats magnètiques de l'àtom. Els àtoms es poden unir a un o més altres àtoms mitjançant enllaços químics per formar compostos químics com ara les molècules. La capacitat dels àtoms d'associar-se o dissociar-se és la responsable de la majoria de canvis físics observats a la naturalesa; la química és la ciència que estudia aquests canvis.
