§ 30. Основные сведения о строении атома

В центре атома находится очень маленькое положительно заряженное ядро, а вокруг него — электронная оболочка. Основная масса сосредоточена в ядре, хотя оно занимает ничтожную долю объёма атома. Ядро содержит протоны и нейтроны, которые называют нуклонами. Электроны значительно легче этих частиц. Модель Резерфорда помогла установить ядерное строение, но изображение электронов как маленьких планет является лишь упрощённой наглядной схемой.

Протон имеет единичный положительный заряд, электрон — единичный отрицательный, нейтрон электрически нейтрален. В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов, поэтому суммарный заряд равен нулю. Порядковый номер элемента Z показывает количество протонов и заряд ядра в единицах элементарного заряда. Например, у натрия Z = 11: в ядре одиннадцать протонов, а в нейтральной электронной оболочке одиннадцать электронов.

Массовое число A равно сумме протонов и нейтронов. Число нейтронов находят вычитанием: N = A − Z. Для натрия-23 получается 23 − 11 = 12 нейтронов. Массовое число конкретного изотопа — целое число, и его нельзя путать со средней относительной атомной массой из таблицы. Чтобы подсчитать нейтроны точно, нужно знать, о каком изотопе идёт речь, а не просто округлять справочную массу без пояснения.

Изотопы имеют одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. Поэтому они относятся к одному элементу, хотя массы атомов различаются. Природный элемент может быть смесью изотопов, что объясняет дробные значения относительных атомных масс. При обычной химической реакции изменяется организация электронной оболочки и связей, а ядра сохраняются. Изменение числа протонов означало бы уже другой элемент и относится не к обычному химическому превращению, а к ядерным процессам.