Alla atomer av samma grundämne har lika många protoner. Däremot kan antalet neutroner variera inom ett grundämne, och därmed varierar också masstalet (=antalet protoner + antalet neutroner). Atomer inom ett grundämne som har ett förändrat masstal kallas isotoper.
När vi beskriver en isotop skriver vi alltid ut atomnumret nedsänkt till vänster om beteckningen vilket berättar hur många protoner som finns i kärnan. Genom att subtrahera detta atomnummer från masstalet får vi svar på hur många neutroner som finns i kärnan.
Isotoperna kan delas in i två större subgrupper; de stabila och de instabila (radioaktiva).
Instabila isotoper
Att en isotop är instabil innebär att den genomgår ett radioaktiv sönderfall. Isotopens halveringstid berättar hur lång tid det tar för hälften av atomen att sönderfalla. I många fall på jorden handlar det om halveringstider som är flera miljoner år.
För de instabila isotoperna handlar det om antingen beta - eller alfasönderfall. I alfasönderfallet minskar atomtalet med 2 och masstalet med 4. I betasönderfallet minskar atomtalet med 1 men masstalet förblir oförändrat - detta beror på att en proton omvandlas till en neutron och en elektron (betapartikel) skjuts iväg.
Stabila isotoper
De flesta isotoper på jorden är stabila sådana. Detta beror på att halveringstiden för de flesta instabila isotoperna är mindre än jordens ålder, och att en sådan process alltid slutar med att isotopen når ett stabilt läge. Det finns dock en teoretisk chans att de stabila isotoperna har en väldigt långsam sönderdelningsprocess, men detta har ännu inte kunnat bevisas.
Atomer kallas universums små byggstenar. Ordet "atom" kommer från grekiskans átomos (=odelbar). Atomerna är de minsta enheterna av ett grundämne som definierar dess kemiska egenskaper. Ett grundämne består en enda sorts atomer, medan en kemisk förening består av minst två olika sorters atomer.
Atomteorin
Vetenskapen idag är väldigt säker på att atomerna är universums byggstenar trots att de är för små för att se med blotta ögat. Hur kommer detta då sig? Jo, genom att göra enkla undersökningar får man resultat som kan förklaras med hjälp av en så kallad atomteori.
Exempel: en bit magnesiumband vägs noggrant, som därefter antänds och förbränns till fullo. Efter reaktionen har vi kvar ett vitt, fast ämne som kallas magnesiumoxid. Vi väger magnesiumoxiden och upprepar därefter samma experiment med olika stora bitar magnesiumband.
Resultatet vi kommer att komma fram till är att kvoten mellan syre och magnesium alltid kommer vara ungefär lika stor i magnesiumoxiden oavsett hur stort magnesiumband vi väljer att förbränna. Atomteorin förklarar detta med att man kan förbränna magnesiumbandet till en viss gräns, den minsta delen vi kan komma till är en magnesiumpartikel som inte kan delas i mindre bitar och fortfarande ha kvar magnesiums egenskaper - magnesiumatomen.
Varje grundämne har ett eget nummer och kemisk beteckning. De flesta grundämnena finns naturligt förekommande en och en atom för sig. Några som inte gör det är syre och väte. Indextalet (numret till höger nedanför beteckningen) berättar hur många atomer som är knutna till varandra.
Atomens uppbyggnad
Ordet atom med betydelsen "odelbar" är en gammal namngivning. Idag kan vi dela atomerna i mindre delar, det är det som sker dagligen i kärnkraftverk. Atomerna består av mindre beståndsdelar som heter elementarpartiklar; protoner, neutroner och elektroner.
Protoner och neutroner har ungefär samma massa, men däremot går det ungefär 1840 stycken elektroner på en protons vikt.
Protonerna och neutronerna finns i atomens kärna. Det finns normalt sett lika många neutroner som protoner. Summan av antalet protoner och antalet neutroner kallas masstal och finns ovan till vänster om den kemiska beteckningen. Atomnumret som finns till nedre vänster berättar hur många protoner det finns i ämnets kärna, och om det är en oladdad atom berättar det också hur många elektroner som finns. När en atom är oladdad finns lila många protoner som elektroner. Antalet protoner i atomkärnan är karaktäristisk för varje grundämne, det är vad som ger ämnet dess kemiska egenskaper.
Elementarladdning
Elektronen har laddningen - 1,6 x10-19 coulomb och protonen har laddningen + 1,6 x 10-19 coulomb. Elektronerna och protonerna har alltså lika stor laddning, men motsatta tecken. Neutronerna saknar laddning. Elementarpartiklarnas laddningar betecknas med e.
