Neutronen
Atomen van alle elementen – met uitzondering van de meeste waterstofatomen – hebben neutronen in hun kern. In tegenstelling tot protonen en elektronen, die elektrisch geladen zijn, hebben neutronen geen lading – zij zijn elektrisch neutraal. Daarom zijn de neutronen in het diagram hierboven aangeduid met n^0. De nul staat voor “nul lading”. De massa van een neutron is iets groter dan de massa van een proton, die 1 atomaire massa eenheid is. (Een atoommassa is ongeveer gelijk aan 1,67 maal 10^{-27} kilogram). Een neutron heeft ook ongeveer dezelfde diameter als een proton, oftewel 1,7 keer 10 ^{-15} meter.
Zoals u misschien al uit zijn naam had kunnen opmaken, is het neutron neutraal. Met andere woorden, het heeft geen enkele lading en wordt daarom noch aangetrokken door, noch afgestoten van andere objecten. Neutronen bevinden zich in elk atoom (op één uitzondering na), en zij zijn samen met andere neutronen en protonen gebonden in de atoomkern.
Voordat wij verder gaan, moeten wij bespreken hoe de verschillende soorten subatomaire deeltjes met elkaar reageren. Wat de neutronen betreft, ligt het antwoord voor de hand. Omdat neutronen noch worden aangetrokken door, noch worden afgestoten van voorwerpen, hebben ze niet echt een wisselwerking met protonen of elektronen (behalve dat ze met de protonen in de kern zijn gebonden).
Ook al zijn elektronen, protonen en neutronen allemaal subatomaire deeltjes, ze zijn niet allemaal even groot. Als je de massa’s van elektronen, protonen en neutronen vergelijkt, dan blijkt dat elektronen een extreem kleine massa hebben, vergeleken met protonen of neutronen. Aan de andere kant zijn de massa’s van protonen en neutronen ongeveer gelijk, hoewel technisch gezien de massa van een neutron iets groter is dan de massa van een proton. Omdat protonen en neutronen zo veel massiever zijn dan elektronen, komt bijna alle massa van een atoom van de kern, die alle neutronen en protonen bevat.
| Deeltje | Symbool | Massa (amu) | Relatieve massa (proton = 1) | Relatieve lading | Locatie |
|---|---|---|---|---|---|
| proton | p+ | 1 | 1 | +1 | binnen de atoomkern |
| elektron | e- | 5.45 × 10-4 | 0.00055 | -1 | buiten de atoomkern |
| neutron | n0 | 1 | 1 | 0 | binnen de kern |
Tabel (PaginaIndex{1}) geeft de eigenschappen en plaatsen van elektronen, protonen, en neutronen. In de derde kolom staan de massa’s van de drie subatomaire deeltjes in “atomaire massa eenheden”. Een atoommassa-eenheid wordt gedefinieerd als een twaalfde deel van de massa van een koolstof-12-atoom. Atoommassa-eenheden zijn handig, want zoals je ziet zijn de massa van een proton en de massa van een neutron in dit eenhedenstelsel bijna precies gelijk.
Negatieve en positieve ladingen van gelijke grootte heffen elkaar op. Dit betekent dat de negatieve lading van een elektron perfect opweegt tegen de positieve lading van een proton. Met andere woorden, een neutraal atoom moet voor elk proton precies 1 elektron hebben. Als een neutraal atoom 1 proton heeft, moet het ook 1 elektron hebben. Als een neutraal atoom 2 protonen heeft, moet het 2 elektronen hebben. Als een neutraal atoom 10 protonen heeft, moet het 10 elektronen hebben. Je snapt het wel. Om neutraal te zijn, moet een atoom evenveel elektronen als protonen hebben.