Атом: ядро, изотопы, ионы

Атом — электронейтральная частица из положительно заряженного ядра и электронной оболочки. Ядро составляют протоны и нейтроны (нуклоны), почти вся масса атома сосредоточена в нём; электроны движутся вокруг ядра и определяют химические свойства.

Атом обозначают \(^{A}_{Z}\mathrm{X}\): внизу — заряд ядра (порядковый номер) \(Z\), вверху — массовое число \(A\).

\[ Z = N(\mathrm{p}) = N(\mathrm{e}) \ \text{в нейтральном атоме}, \qquad A = Z + N(\mathrm{n}), \qquad N(\mathrm{n}) = A - Z. \]

Пример: \(\ce{^{37}_{17}Cl}\) — 17 протонов, 17 электронов, \(37 - 17 = 20\) нейтронов.

Изотопы — атомы одного элемента (одинаковое \(Z\)) с разным числом нейтронов, а значит, с разными массовыми числами: \(\ce{^{1}H}\) (протий), \(\ce{^{2}H}\) (дейтерий, D), \(\ce{^{3}H}\) (тритий, T); \(\ce{^{35}Cl}\) и \(\ce{^{37}Cl}\); \(\ce{^{12}C}\) и \(\ce{^{14}C}\). Химические свойства изотопов одинаковы: они определяются зарядом ядра и строением оболочки. Относительная атомная масса в таблице — среднее по природной смеси изотопов, поэтому она дробная: \(A_r(\ce{Cl}) = 35{,}5\).

Ионы образуются, когда атом отдаёт или принимает электроны; заряд ядра при этом не меняется. Катион \(\mathrm{Э}^{n+}\) отдал \(n\) электронов, анион \(\mathrm{Э}^{n-}\) принял \(n\) электронов: