atomirakenne

Atomirakenne kuvaa atomin sisäistä järjestystä ja osasten välisiä suhteita. Atomi koostuu tiiviistä ydinestä, joka sisältää protoneja (positiivinen varaus) ja neutroneja (sähköisesti neutraaleja), sekä ydintä ympäröivästä elektronipilvestä, jossa elektronit (negatiivinen varaus) liikkuvat kvanttimekaanisten orbitaalien mukaisesti. Protonien lukumäärä määrittää atomiluvun ja siten alkuaineen kemiallisen identiteetin; protonien ja neutronien yhteismäärä antaa massaluvun ja vaikuttaa isotooppiin.

Historiaisesti atomirakenteen malli kehittyi Daltonin ja Thomsonin varhaisista käsityksistä Rutherfordin ydinlöydöksen kautta Bohrin atomimalliin ja edelleen Schrödingerin kvanttimekaniikan orbitaalikäsitteeseen. Nykyinen kuva korostaa elektronipilven todennäköisyysjakaumia eikä kiinteitä radoja.

Elektronien järjestäytyminen kuorille ja orbitaaleille määrää kemialliset sidokset, reaktiivisuuden ja jaksojen ominaisuudet jaksollisessa järjestelmässä. Ionisaatio, elektronikonfiguraatiot ja elektronitiheys selittävät kemiallisia ja fysikaalisia ilmiöitä, kuten spektrejä, sidosten luonnetta ja magneettisia ominaisuuksia. Atomirakenteen ymmärtäminen on keskeistä kemialle, materiaalitieteelle, nanoteknologialle ja ydinfysiikalle, ja sen tutkimus hyödyntää atomispektroskopiaa, sirontatekniikoita ja teoreettisia laskelmia.