Pierwiastki

Pierwiastki składają się z atomów, które wykazują charakterystyczną strukturę, odmienną dla każdego pierwiastka. Dokładne zbadanie tych atomów stwarza duże trudności, spowodowane ich rozmiarami. Dlatego w fizyce atomowej jest się zdanym na operowanie obrazami modelowymi i na wnioskowanie przez analogię. W uproszczeniu możemy sobie przedstawić atomy, jako znikomo małe struktury, które składają się z dodatnio naładowanych jąder, wokół których krążą po różnych torach cząstki o ładunkach ujemnych, z szybkością 600 km/h. Nazywają się one elektronami. Średnica tak opisanych atomów czyli podwójna odległość od środka jądra do toru najbardziej zewnętrznego elektronu jest niezmiernie mała i leży w zależności od rodzaju atomu pomiędzy 0,00000001, a 0,00000005 cm. Dlatego jest zrozumiałe, że nie możemy widzieć atomów, nawet przy pomocy najczulszych mikroskopów. Jądra atomów składają się z dodatnio naładowanych cząstek ? protonów, o takiej samej wielkości ładunku jak elektrony. Oprócz tego, z reguły zawierają one cząstki elektrycznie obojętne ? neutrony. Wyjątkiem jest tu wodór. Protony i neutrony są utrzymywane w jądrze siłami jądrowymi. Każdy atom zawiera równą liczbę protonów i elektronów ? przy czym liczba ta jest charakterystycznie odmienna dla każdego pierwiastka. W rezultacie atom jest elektrycznie obojętny. Liczba neutronów również podlega określonym prawom. W atomach jednego pierwiastka może ona wahać się w pewnych granicach. Dlatego w tych samych pierwiastkach mogą występować atomy zawierające różną liczbę neutronów w jądrach. Takie atomy nazywa się izotopami pierwiastka, a ich jądra ? nuklidami. Najbardziej znanym przykładem izotopów są izotopy pierwiastka uranu, który nosi chemiczny symbol U. Te atomy uranu, których charakterystyczna liczba protonów wynosi 92 mogą zawierać w swych jądrach oprócz 92 protonów np. 143 lub 146 neutronów. W ten sposób suma protonów i neutronów w jądrze uranu wynosi w pierwszym przypadku 235, a w drugim 238.