Neutrons
Az összes elem atomja – a legtöbb hidrogénatom kivételével – rendelkezik neutronokkal az atommagjában. A protonokkal és elektronokkal ellentétben, amelyek elektromosan töltöttek, a neutronoknak nincs töltésük – elektromosan semlegesek. Ezért vannak a fenti ábrán a neutronok \(n^0\) jelöléssel ellátva. A nulla a “nulla töltést” jelenti. A neutron tömege valamivel nagyobb, mint a proton tömege, ami 1 atomi tömegegység \(\left( \text{amu} \right)\). (Egy atomtömegegység körülbelül \(1,67 \szor 10^{-27}\) kilogramm). A neutron átmérője is körülbelül akkora, mint a protoné, azaz \(1,7 \szor 10^{-15}\) méter.
Amint azt már a nevéből is sejthettük, a neutron semleges. Más szóval, semmiféle töltéssel nem rendelkezik, és ezért nem vonzódik és nem taszítódik más objektumoktól. Neutronok (egy kivétellel) minden atomban vannak, és az atommagban más neutronokkal és protonokkal vannak összekapcsolódva.
Mielőtt továbblépnénk, meg kell beszélnünk, hogy a különböző típusú szubatomi részecskék hogyan lépnek kölcsönhatásba egymással. Amikor a neutronokról van szó, a válasz nyilvánvaló. Mivel a neutronok nem vonzódnak és nem is taszítanak tárgyakat, nem igazán lépnek kölcsönhatásba a protonokkal vagy az elektronokkal (azon túl, hogy a protonokkal együtt az atommagba kötődnek).
Még ha az elektronok, a protonok és a neutronok mind a szubatomi részecskék típusai, nem mind egyforma méretűek. Ha összehasonlítjuk az elektronok, protonok és neutronok tömegét, azt tapasztaljuk, hogy az elektronok tömege rendkívül kicsi, akár a protonokhoz, akár a neutronokhoz képest. Másrészt a protonok és a neutronok tömege meglehetősen hasonló, bár technikailag a neutron tömege valamivel nagyobb, mint a protoné. Mivel a protonok és a neutronok sokkal nagyobb tömegűek, mint az elektronok, az atomok szinte teljes tömege az atommagból származik, amely tartalmazza az összes neutront és protont.
| Részecske | Szimbólum | Tömeg (amu) | Relatív tömeg (proton = 1) | Relatív töltés | Lokáció |
|---|---|---|---|---|---|
| proton | p+ | 1 | 1 | +1 | az atommag belsejében |
| elektron | e- | 5.45 × 10-4 | 0.00055 | -1 | az atommagon kívül |
| neutron | n0 | 1 | 1 | 0 | az atommag belsejében |
A \(\PageIndex{1}\) táblázat az elektronok tulajdonságait és helyét adja meg, protonok és neutronok helyét. A harmadik oszlop a három szubatomi részecske tömegét mutatja “atomi tömegegységben”. Egy atomtömegegység (\(\(\text{amu}\)) a szén-12 atom tömegének egy tizenketted része. Az atomtömegegységek (\(\text{amu}\)) azért hasznosak, mert, mint látható, a proton tömege és a neutron tömege ebben az egységrendszerben majdnem pontosan \(1\).
Az azonos nagyságú negatív és pozitív töltések kioltják egymást. Ez azt jelenti, hogy az elektron negatív töltése tökéletesen kiegyenlíti a proton pozitív töltését. Más szóval, egy semleges atomban minden protonra pontosan egy elektronnak kell jutnia. Ha egy semleges atomnak 1 protonja van, akkor 1 elektronnal is kell rendelkeznie. Ha egy semleges atomnak 2 protonja van, akkor 2 elektronja is kell, hogy legyen. Ha egy semleges atomnak 10 protonja van, akkor 10 elektronnal kell rendelkeznie. Érted a lényeget. Ahhoz, hogy egy atom semleges legyen, ugyanannyi elektronnal és protonnal kell rendelkeznie.