原子
事実、要約&定義
- 原子は物質の最小単位で、結合して分子
- 原子の99％以上は空洞ですが、電子が原子を反発させています
- 原子の中の陽子の数で原子番号が決まります
- 陽子と中性子の数で原子量が決まります
を形成します。
原子ってなぁに？
原子とは、元素の化学的性質をすべて備えた、物質の最小単位（物理的に触れることができるもの）です。
原子核
原子は3つの基本的な粒子でできています。 これらは電子、陽子、中性子であり、これらを総称して素粒子と呼ぶ。
原子の核には陽子（正電荷の粒子）と中性子（無電荷の粒子）の両方がある。 この陽子と中性子を総称して核子と呼び、残留的な強い力と呼ばれる力によって結合している。 陽子の数に対する中性子の数は、原子核の安定性を決定するのに役立ちます。
原子核の周囲には、電子（負の電荷を持つ粒子。 原子の特性は、そのすべての粒子の数と配置に依存する。
電子は、素粒子の中で最も小さく（現在科学者が利用できる技術では小さすぎて測定できない）、負の電荷を持つ。 電子は反対の電荷を持つため、原子核と結合している。 原子の電子数が原子番号より多いか少ない場合、原子は帯電し、イオンと呼ばれます。原子の電子数が多い場合、原子はよりマイナスになり、原子の電子数が少ない場合、原子はよりプラスになります。 電子は内部構造を持たないので素粒子と呼ばれる。
陽子は正の電荷を持ち、電子の1836倍の重さである。 原子の中の陽子の数は原子番号と同じである。 陽子は2つのアップクォークと1つのダウンクォークで構成されており、これらは素粒子の一種である。 クォークは強い相互作用と呼ばれる力によって結合されており、この強い相互作用はグルーオン（これも素粒子の一種）によって媒介されています。
中性子は最も重い素粒子で、重さは電子の1839倍です。 電荷は全くない。 各中性子は1つのアップクォークと2つのダウンクォークで形成されています。
下の画像は、原子の構造を示しています。 原子核と電子殻が見えます。
原子質量
陽子と中性子は同じ1.67×10-24グラムの質量を持っており、科学者は通常この量を1ダルトンと定義します。 質量が似ている一方で、中性子は電荷を持ちません（陽子には電荷がある）。 これは、中性子が原子の質量に大きく寄与するが、その電荷には寄与しないことを意味する。
電子はずっと小さく、9.11×10-28グラムしかない。これは、彼らが原子の質量に大きく寄与しないが、その電荷に起因することを意味している。
下の表は、原子の中にあるすべての粒子の位置、質量、電荷を示しています。
原子容積
原子の99%以上は空っぽの空間になっています。 しかし、物体が互いにただ通り抜けないのは、電子のおかげである。 原子を取り囲む電子はマイナスに帯電しているため、近づけると互いに反発し合う。 このため、原子が互いに同じ空間を占めることはありません。
原子番号
原子の中の陽子の数によって、その原子番号が決まります。これは通常Zで示されます。 例えば、炭素の原子番号は、陽子が6個なので6です。 原子番号は元素を区別するのに役立つ。 原子の電子の数は、常に陽子の数と等しいので、原子が全体として電荷をもたないのはこのためです。 2678>
質量数-陽子の数＝中性子の数
同じ元素の同位体は同じ原子番号を持つが質量数は異なる-これは中性子の数が異なることがあるからである。 ほとんどの元素には、自然界に存在する多くの同位体があります。 また、元素の原子質量は、その同位体すべての相対存在量の平均に相当することも知っておく必要があります。 例えば、炭素には3つの同位体がありますが、炭素12がすべての炭素の約99％を占めるので、炭素の原子質量は12です。
Further Reading
http://www.chem4kids.com/files/atom_structure.html
https://www.livescience.com/37206-atom-definition.html
http://www2.open.ac.uk/openlearn/periodictablephase2/atom.html
https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Atomic_Theory/Isotopes