atomer

Atomer är de grundläggande byggstenarna i materia. De bygger upp allt runt omkring oss genom kemiska bindningar och reaktioner. Varje ämne består av ett visst antal atomer av ett grundämne, och atomerna kan kombineras i olika konfigurationer för att bilda molekyler.

En atom har en kärna som innehåller protoner, med positiv laddning, och neutroner, som saknar laddning. Runt kärnan kretsar elektroner med negativ laddning i elektronmoln eller orbitaler. Antalet protoner i kärnan, så kallat atomnummer Z, bestämmer vilket grundämne atomen tillhör. Den totala mängden av protoner och neutroner, A = Z + N, kallas massantal.

Isotoper är varianter av samma grundämne som har olika antal neutroner och därmed olika massor men samma antal protoner. Elektronernas energi och deras fördelning i skal eller orbitaler avgör atomens kemiska egenskaper och hur den binder till andra atomer.

Historiskt utvecklades atomteorin under 1800-talet och början av 1900-talet. John Dalton lade grunden för moderna atomteorier, J. J. Thomson föreslog en modell där elektronerna är inbäddade i en positiv kärna (plumpudding-modellen), Ernest Rutherford visade att atomer har en liten, positivt laddad kärna, och Niels Bohr föreslog diskreta energinivåer för elektronerna. Den senare modellen har utvecklats vidare genom kvantmekanik och orbitaler.

Betydelsen av atomer är central inom kemi, fysik och materialvetenskap. Genom att studera atoms struktur och bindningar kan man förklara kemiska reaktioner, varför grundämnen uppträder som de gör i periodiska systemet, och hur medicinska isotoper används i diagnostik och behandling. Moderna tekniker som spektroskopi och kvantberäkningar bygger på atomära modeller.