Door Drew Lichtenstein, bijgewerkt op 30 augustus 2022

Een element is een substantie die volledig uit één type atoom bestaat. Het periodiek systeem catalogiseert elk bekend atoom, maar het atoom zelf is niet het kleinste bekende deeltje. In plaats daarvan bestaat elk atoom uit drie fundamentele delen:elektronen, protonen en neutronen. Protonen en neutronen zijn verder gemaakt van nog kleinere bestanddelen die quarks worden genoemd.

Elektronen

Elektronen zijn elementaire deeltjes; er bestaat geen bekende onderbouw. Ze hebben een negatieve lading en bepalen de elektrische eigenschappen van een atoom. Een neutraal atoom bevat gelijke aantallen elektronen en protonen, terwijl het toevoegen of verwijderen van elektronen ionen creëert – positief of negatief geladen versies van hetzelfde element. Elektronen bezetten orbitalen rond de kern en zijn de deeltjes die zich met andere atomen verbinden om moleculen te vormen.

Protonen

Protonen bepalen de identiteit van een element. Het aantal protonen in de kern van een atoom – het atoomnummer – bepaalt de positie van het element in het periodiek systeem (waterstof heeft één, koolstof zes, enz.). Protonen zijn massief vergeleken met elektronen en geven, samen met neutronen, een atoom zijn massa. Ze worden uitsluitend in de kern aangetroffen.

Neutronen

Neutronen hebben een massa die vergelijkbaar is met protonen, maar hebben geen elektrische lading. Hoewel het veranderen van het aantal elektronen het element zelf niet verandert, levert het variëren van het aantal neutronen verschillende isotopen op:varianten van hetzelfde element met verschillende massagetallen. Sommige isotopen zijn onstabiel en vervallen, zenden straling uit en geven energie vrij.

Quarken

Protonen en neutronen zijn niet fundamenteel; ze zijn samengesteld uit quarks:zes typen die in 1961 zijn ontdekt:up, down, charm, weird, bottom en top. Een baryon wordt gevormd wanneer drie quarks aan elkaar binden. Daarom worden protonen en neutronen geclassificeerd als baryonen. Quark-antiquark-paren vormen mesonen, maar deze deeltjes hebben een extreem korte levensduur:ze duren slechts fracties van een milliseconde.