Apakah yang terdapat di dalam atom?

Lebih kecil daripada yang kecil

Atom sangat kecil. Beberapa juta atom yang disusun bersebelahan hanya cukup untuk membentangi titik noktah di hujung ayat ini.

Perkataan atom berasal daripada perkataan Yunani atomos, yang bermaksud “tidak boleh dipotong”. Sekian lama, orang menyangka atom ialah benda terkecil yang wujud. Kemudian, bermula pada tahun 1897, para saintis mendapati bahawa atom dibina daripada bahagian yang lebih kecil lagi.

Nukleus: proton dan neutron

Di tengah-tengah setiap atom terletaknya nukleus. Ia menyimpan dua jenis zarah: proton, yang membawa cas positif, dan neutron, yang tidak membawa sebarang cas.

Nukleus sangat kecil berbanding keseluruhan atom. Jika sebuah atom sebesar stadium sukan, nukleusnya hanya sebesar sebiji kacang pis di tengah-tengahnya. Namun nukleus menyimpan lebih daripada 99.9% jisim atom, kerana proton dan neutron jauh lebih berat daripada elektron.

Cas yang sama saling menolak, maka proton dalam nukleus saling menolak antara satu sama lain. Satu daya yang sangat kuat yang hanya bertindak pada jarak yang sangat kecil tetap mengekalkan proton dan neutron bersama-sama.

Elektron: di bahagian luar

Elektron jauh lebih ringan daripada proton. Sekitar 1,836 elektron diperlukan untuk menyamai jisim satu proton. Setiap elektron membawa cas negatif.

Cas yang bertentangan saling menarik, maka nukleus yang positif menarik elektron yang negatif. Tarikan itu mengekalkan elektron dekat dengan nukleus.

Elektron disusun dalam lapisan yang dipanggil petala. Petala pertama memuatkan sehingga 2 elektron dan petala kedua memuatkan sehingga 8. Gambar rajah sering melukis elektron sebagai titik pada bulatan, tetapi elektron sebenar tidak mengikut lintasan kemas seperti planet. Ia bertaburan dalam awan kabur, dan setiap petala sebenarnya ialah aras tenaga.

Cas dan jisim sepintas lalu

Proton mempunyai cas +1 dan jisim kira-kira 1 unit jisim atom (u), iaitu unit yang sangat kecil yang dicipta untuk menimbang atom.

Neutron tidak mempunyai cas (0) dan jisim kira-kira 1 u, hampir sama tepat dengan proton.

Elektron mempunyai cas −1 dan jisim hanya kira-kira 0.0005 u. Jisim itu sangat kecil sehingga sering dianggap sifar.

Mengapa atom tidak mempunyai cas keseluruhan

Dalam sesuatu atom, bilangan elektron sama dengan bilangan proton. Cas positif dan negatif saling membatalkan, maka atom secara keseluruhan bersifat neutral.

Atom karbon ialah contoh yang baik. Ia mempunyai 6 proton dan 6 elektron, maka casnya seimbang. Kebanyakan atom karbon juga mempunyai 6 neutron. 6 elektron itu terletak dalam dua petala: 2 dalam petala pertama dan 4 dalam petala kedua.

Tindak balas kimia biasa tidak pernah mengubah nukleus. Atom hanya memperoleh, kehilangan atau berkongsi elektron. Atom yang memperoleh atau kehilangan elektron menjadi zarah bercas yang dipanggil ion. Atom natrium yang kehilangan satu elektron menjadi Na⁺, dan atom klorin yang memperoleh satu elektron menjadi Cl⁻.