درونِ اتم چه خبر است؟
تا صد و چند سال پیش، بیشترِ دانشمندان فکر می‌کردند اتم کوچک‌ترین چیزِ ممکن است: یک گوی توپر که دیگر نمی‌شود آن را تکه کرد. حتی نامِ اتم از واژه‌ای یونانی به معنای «تقسیم‌نشدنی» آمده است. اما آزمایش‌های تازه نشان دادند که اتم هم درونِ خودش ذره‌های ریزتری دارد.
سه ذره‌ی سازنده
هر اتم از سه نوع ذره‌ی کوچک‌تر ساخته شده است:
- پروتون - در وسطِ اتم است و بارِ الکتریکیِ مثبت دارد.
- نوترون - آن هم در وسطِ اتم است و بارِ الکتریکی ندارد.
- الکترون - بسیار سبک‌تر از دو ذره‌ی دیگر است، در فضای اطرافِ وسطِ اتم حرکت می‌کند و بارِ الکتریکیِ منفی دارد.
بخشِ وسطِ اتم را که پروتون‌ها و نوترون‌ها در آن کنارِ هم‌اند، هسته می‌نامیم. تقریباً همه‌ی جرمِ اتم در همین هسته‌ی کوچک است.
اتمی که بیشترش خالی است
هسته در برابرِ کلِ اتم بی‌نهایت کوچک است. اگر یک اتم را آن‌قدر بزرگ کنیم که اندازه‌ی یک ورزشگاهِ فوتبال شود، هسته‌اش به اندازه‌ی یک نخود در وسطِ زمین خواهد بود و الکترون‌ها جایی در دوردستِ سکوها حرکت می‌کنند. بقیه‌ی اتم فضای خالی است.
اتم‌ها با هم فرق دارند
تعدادِ پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها در همه‌ی اتم‌ها یکی نیست. اتمِ کربن، که در زغال هست، ۶ پروتون دارد؛ اتمِ اکسیژن، که در هوا هست، ۸ پروتون. در یک اتمِ معمولی، تعدادِ الکترون‌ها با تعدادِ پروتون‌ها برابر است؛ برای همین بارهای مثبت و منفی همدیگر را خنثی می‌کنند و کلِ اتم بار ندارد.
در درس‌های بعد می‌بینیم که تعدادِ پروتون‌ها مهم‌ترین عددِ هر اتم است: همین عدد تعیین می‌کند آن اتم از چه نوعی است.
در خانه امتحان کنید
- با خمیربازی دو رنگ گوی‌های کوچک بسازید: شش گویِ قرمز برای پروتون‌ها و شش گویِ خاکستری برای نوترون‌ها.
- آن‌ها را به هم بچسبانید تا هسته‌ی یک اتمِ کربن ساخته شود.
- با رنگِ سوم شش گویِ خیلی کوچک‌تر برای الکترون‌ها بسازید و آن‌ها را روی یک بشقاب، دور از هسته بگذارید.
- به یاد داشته باشید که در اتمِ واقعی، الکترون‌ها بسیار دورتر از این‌اند.
واژه‌های این درس
- هسته - بخشِ کوچک و سنگینِ وسطِ اتم.
- پروتون - ذره‌ای با بارِ مثبت در هسته.
- نوترون - ذره‌ای بی‌بار در هسته.
- الکترون - ذره‌ای بسیار سبک با بارِ منفی در اطرافِ هسته.
ایده‌ی اصلی
اتم از پروتون، نوترون و الکترون ساخته شده است. پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته‌ی کوچکِ وسطِ اتم‌اند و الکترون‌ها در فضای بزرگِ اطرافِ آن حرکت می‌کنند.