§ 31. Строение атома

Атом не является неделимым сплошным шариком. В его центре находится небольшое положительно заряженное ядро, а окружающую область занимает электронная оболочка. Почти вся масса атома сосредоточена в ядре, размеры которого намного меньше размеров самого атома. Электроны имеют отрицательный заряд и удерживаются в атоме благодаря электрическому взаимодействию. Планетарная модель наглядно показывает разделение ядра и оболочки, но движение электронов в современном описании не следует буквально представлять как движение планет.

Ядро состоит из протонов и нейтронов. Протон имеет положительный заряд, равный по модулю заряду электрона, а нейтрон электрически нейтрален. Число протонов определяет заряд ядра и принадлежность атома к химическому элементу. В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов, поэтому положительный и отрицательный заряды взаимно компенсируются. Нейтральность не означает отсутствия заряженных частиц: она означает равенство суммарных зарядов противоположных знаков.

Если атом теряет один или несколько электронов, образуется положительный ион. Заряд ядра остаётся прежним, но отрицательного заряда становится недостаточно для полной компенсации. Если атом присоединяет дополнительные электроны, возникает отрицательный ион. Такие изменения электронной оболочки лежат в основе многих электрических и химических явлений. При этом простая потеря электрона не превращает атом в другой химический элемент, поскольку число протонов в ядре не изменилось.

Строение атома помогает объяснить электризацию тел и взаимодействие частиц вещества. Электроны могут переходить между телами или немного смещаться внутри атомов, тогда как ядра при обычной электризации не перестраиваются. Поэтому свойства заряженного предмета определяются небольшим нарушением общего баланса огромного числа зарядов. В пересказе полезно последовательно назвать состав ядра, знак каждой частицы, условие нейтральности и механизм образования ионов, не смешивая электрический заряд атома с его массой или размером.