Атом

Атом (греч. atomos — неделимый) — наименьшая частица вещества, которую можно охарактеризовать химическими свойствами. В простейшем виде модель атома может быть представлена следующим образом. В центре атома находится ядро, в котором сосредоточена почти вся атомная масса. Вокруг ядра по определенным орбитам движутся электроны, образующие электронные оболочки. Электронную структуру атома описывает теория Н. Бора, а поведение электронов — квантовая механика. Размеры оболочек (~10-8см) определяют размеры атома. Ядро имеет размеры порядка 10-5 ангстрем, состоит из протонов и нейтронов и имеет положительный заряд. Число электронов в атоме равно числу протонов в ядре, а заряд всех электронов атома равен заряду ядра, поэтому атом электрически нейтрален. Число протонов равно порядковому номеру элемента в периодической системе элементов Д.И. Менделеева.
Атомы могут присоединять или отдавать электроны, становясь соответственно отрицательными или положительными ионами. Химические свойства атома в основном определяются числом электронов на внешней оболочке. Соединяясь химически, атомы образуют молекулы. Важная характеристика атома — его энергия, которая может принимать лишь определенные (дискретные) значения, соответствующие устойчивым состояниям атома, и изменяется только скачкообразно путем квантового перехода. Поглощая определенное количество энергии, атом переходит в возбужденное состояние, а электрон при этом перескакивает на более удаленную орбиту (на более высокий уровень энергии). Из возбужденного состояния атом, испуская фотон (квант энергии), может перейти в состояние с меньшей энергией (на более низкий уровень энергии). Уровень, соответствующий минимальной энергии атома, называют основным, остальные — возбужденными. Квантовые переходы обусловливают спектры поглощения и испускания, индивидуальные для атомов всех химических элементов. Атомные спектры позволяют изучать энергетическую структуру атомов.
Атомы одного и того же химического элемента, различающиеся своей массой, называют изотопами (греч. isos — равный, одинаковый + topos — место). Ядра атомов изотопов различаются числом нейтронов, но содержат одинаковое число протонов и занимают одно и то же место в периодической системе элементов. Различают устойчивые (стабильные) и радиоактивные изотопы. Термин «изотоп» предложен Ф. Содди в 1910 г.