Vidi fonton por Atomo

[[Dosiero:Helium atom QM.svg|eta|[[Heliumo|Heliuma]] atomo kun [[atomkerno]] (rozkolora) kaj [[Elektrono|elektrona]] nubo (griza).]]
'''Atomo''' (de la [[Greka lingvo|greka]] vorto ἄτομος [atomos] = "netranĉebla") estas, en [[filozofio]] kaj poste [[fiziko]], baza ero kiu konsistigas [[materio]]n.

== Priskribo ==
=== Atomoj kaj iliaj konsistigaj partikloj ===
La materio estas elfarita el atomoj, kaj dum tre longa tempo oni kredis, ke atomoj estis vere nedisigeblaj. Tamen, hodiaŭ oni scias, ke atomoj estas elfaritaj el tri diversaj partikloj: [[protono]]j, [[elektrono]]j, kaj [[neŭtrono]]j. Protonoj kaj elektronoj estas tiel nomitaj ĉar ili estas la plej malgrandaj stabilaj partikloj kun pozitivaj kaj negativaj elektraj ŝargoj, respektive. Neŭtronoj estas la plej pezaj [[bariono]]j  sen elektra ŝargo kaj nur stabilaj en la [[atomkerno]] pro la [[nuklea forto]]. Protonoj kaj neŭtronoj formas la centron de la atomo kaj havas plejparton de la [[maso]], dum elektronoj ŝvebas ĉirkaŭ la centro.

=== Elektra neŭtreco de atomoj ===
Atomoj estas kutime elektre neŭtraj, ĉar ili havas saman kvanton da protonoj kaj elektronoj. Ĉi tiu ekvilibro inter pozitivaj kaj negativaj ŝargoj certigas la stabilecon de la atomo.

=== Protonoj kaj neŭtronoj en la atomo ===
Atomoj povas havi malsamajn nombrojn de protonoj, kio determinas la ecojn de la elemento. Atomoj kun la sama nombro de protonoj (notita "Z") apartenas al la sama [[kemia elemento]]. Tamen, atomoj de la sama elemento povas havi malsaman nombron de neŭtronoj (notita "N"), kio kreas [[izotopo]]jn. Atomoj kun pli malmultaj protonoj kutime havas proksimume egalan nombron de neŭtronoj kaj protonoj, dum atomoj kun pli grandaj nombroj da protonoj bezonas eĉ pli da neŭtronoj por resti stabilaj (Vd la apudan bildon).

=== Molekuloj kaj kemiaj ligoj ===
La elementoj povas kuniĝi por formi [[molekulo]]jn. Ekzemple, ordinara molekulo estas [[akvo]] (H<sub>2</sub>O), kiu konsistas el du atomoj de [[hidrogeno]] kaj unu atomo de [[oksigeno]]. Molekuloj estas la bazaj konstruaĵoj de multaj substancoj, kiujn ni vidas ĉiutage.

=== Grandeco de atomoj ===
Atomoj estas tiel malgrandaj, ke ili ne videblas eĉ per elektrona [[mikroskopo]]. Ekzemple, la grandeco de hidrogenatomo estas nur 0,1 [[nanometro]], aŭ 1/100.000.000.000 metroj (10<sup>−10</sup> m). Por pli konkreta ilustraĵo, unu gramo da [[aluminio]] enhavas proksimume 20.000.000.000.000.000.000.000 atomojn (2x10<sup>22</sup>).

== Historio de malkovroj ==
[[Dosiero:Democritus by Johannes Moreelse 02.jpg|eta|maldekstre|[[Demokrito el Abdero|Demokrito]], plej grava reprezentanto de la [[Atomismo|greka atomisma skolo]] (5-a jarcento a.K.). Portreto de Johannes Moreelse en la amuza sinteno kun kiu oni identigis la filozofon.]]
La greka filozofo [[Demokrito el Abdero|Demokrito]] unue tezis, ĉirkaŭ la jaro [[-400|400 a.K.]], ke devas ekzisti nedivideblaj eroj de materio, aŭ [[elemento]]j. Li nomis ĉi tiujn malgrandegajn erojn de materio ''"atomos"'', vorto kiu en la [[greka lingvo|greka]] signifis "netranĉebla". Tamen, hodiaŭ oni scias, ke la atomo vere estas dividebla.

La [[atommodelo de Thomson]] estas unu el la pluraj sciencaj modeloj de la atomo. Ĝi estis unue proponita de [[Joseph John Thomson]] en [[1904]]<ref name="universetoday.com">{{Citaĵo el la reto|url=https://www.universetoday.com/38326/plum-pudding-model/|titolo=Plum Pudding Model - Universe Today|alirdato=la 19-an de decembro 2015|dato=27-a de aŭgusto 2009|eldoninto=Universe Today}}</ref> rapide post la malkovro de la [[elektrono]]j, sed antaŭ la malkovro de la [[atomkerno]]. La modelo provis kombini la tiame konatajn ecojn de atomoj: 1) elektronoj estas negative ŝargitaj partikloj kaj 2) atomoj estas neŭtre ŝargitaj.

La "planeda modelo" diris, ke la atomo pli-malpli similas la [[sunsistemo]]n; la [[Atomkerno|kerno]] similas la [[suno]]n, kaj la elektronoj similas la ĉirkaŭantajn [[planedo]]jn. Hodiaŭ oni scias, ke la elektronoj ŝvebas ĉirkaŭ la centro ne kiel planedoj, sed laŭ malsimplaj [[orbito]]j determinitaj per la [[ekvacio de Schrödinger|Ekvacio de Ŝrodinger]].

== Atommodeloj ==
=== Modelo de Dalton ===
La modelo de Dalton estis la unua atoma modelo kiu uzis sciencajn bazojn, kaj estis formulita en [[1803]] de [[John Dalton]], kiu imagis la atomojn kiel malgrandajn sferojn.<ref>Rincón Arce, Álvaro (1983) ABC de Química Primer Curso, Editorial Herrero, México, ISBN 968-420-294-6.</ref> Tiu unua atoma modelo postulis jenon:
* La [[materio]] estas formata per tre malgrandaj partikloj nomataj atomoj, kiuj estas nedivideblaj kaj nedetrueblaj.
* La atomoj de unu elemento estas egalaj inter si, havas propran pezon kaj proprajn kvalitojn. La atomoj de la diversaj elementoj havas malsamajn pezojn.
* La atomoj restas nedividataj, eĉ kombinataj en la kemiaj reagoj.
* La atomoj, se kombinataj por formi komponaĵojn konservas simplajn rilatojn.
* La atomoj de diferencaj elementoj estas kombineblaj en diferencaj proporcioj kaj povas formi pli ol unu komponaĵo.
* La kemiaj komponaĵoj estas formataj kiam unuiĝas atomoj de du aŭ pliaj diversaj elementoj.

=== Modelo de Thomson ===
{{Ĉefartikolo|Atommodelo de Thomson}}
La '''atommodelo de Thomson''' estas unu el la pluraj sciencaj modeloj de la atomo. Ĝi estis unue proponita de [[Joseph John Thomson]] en [[1904]]<ref name="universetoday.com"/> rapide post la malkovro de la [[elektrono]], sed antaŭ la malkovro de la [[atomkerno]]. La modelo provis kombini la tiame konatajn ecojn de atomoj: 1) elektronoj estas negative ŝargitaj partikloj kaj 2) atomoj estas neŭtre ŝargitaj. Tiele la elektronoj estas supozataj dronigitaj en pozitiva "supo" kiel [[pruno]]j (angle ''plum'') en [[pudingo]] (angle ''pudding''), sekvas la imaga nomo de tia "''plum pudding modelo''".

=== Modelo de Nagaoka ===
{{Ĉefartikolo|Hantaro Nagaoka#Saturna modelo de la atomo}}
[[Hantaro Nagaoka]] malakceptis la modelon de Thomson, ĉar la [[Elektra ŝargo|ŝargoj]] ne estas penetreblaj de siaj kontraŭoj. Pro sia malkonsento kun la tiama modelo, en [[1904]] li proponis alternativan modelon, en kiu la centro de pozitiva ŝargo estis ĉirkaŭata de nombraj elektronoj kiuj turnis, farante similan bildon al tiu de la planedo [[Saturno (planedo)|Saturno]] kun ĝiaj ringoj, surbaze de la teorioj kiuj klarigis la stabilecon kaj la gravitajn rilatojn inter la planedo kaj ĝiaj ringoj. La tezo estis jena: la ringoj estas stabilaj, ĉar la planedo kiun ili estas ĉirkaŭanta estas tre masiva.

=== Modelo de Rutherford ===
[[Dosiero:Átomo de Rutherford.png|eta|dekstre|Atoma modelo de Rutherford.]]
{{Ĉefartikolo|Atoma modelo de Rutherford}}
En [[1911]], [[Ernest Rutherford]] proponis modelon de atomo kun pozitiva kerno, en kiu koncentriĝas la preskaŭ tuta maso de l'atomo, ĉirkaŭ orbitas negativaj elektronoj, tiel ke la atomo estas elektre neŭtra.

La '''atoma modelo de Rutherford'''<ref>{{Citaĵo el libro |titolo= Espacio, tiempo y atómos. Relatividad y mecánica cuántica (Spaco, tempo kaj atomoj. [[Relativeco]] kaj [[kvantuma mekaniko]] |url= https://books.google.com/books?id=mi2e98uRyVUC |eldonejo= Ediciones AKAL |dato=11a de novembro 1993 |alirdato=11a de decembro 2015 |isbn= 9788446001522|aŭtoro= José Manuel Sánchez|lingvo = hispane}}</ref> estas modelo de la interna strukturo de atomo proponita de la brit-nov-zelanda [[apotekisto]] kaj [[fizikisto]] [[Ernest Rutherford]]<ref>{{Citaĵo el libro |titolo= Química general. Introducción a la Química Teórica (Ĝenerala kemio. Enkonduko al Teoria Kemio) |url= https://books.google.co.ve/books?id=EdsLZGYbK-gC&pg=PA63&dq=Modelo+at%C3%B3mico+de+Rutherford&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjSuNqSv9TJAhWBST4KHYo3C-cQ6AEIIDAB#v=onepage&q=Modelo%2520at%25C3%25B3mico%2520de%2520Rutherford&f=false |eldonejo= Cristóbal Valenzuela|aŭtoro= Calahorro|lingvo = hispane}}</ref> en [[1911]], por klarigi la rezultojn de sia "eksperimento pri [[oro|or]]folio". Rutherford konkludis, ke la [[maso]] de atomo estis koncentrita en malgranda regiono de pozitivaj [[ŝargo]]j kiuj malhelpis la trairejon de pozitivaj [[alfa-partiklo]]j. Li poste proponis novan modelon, kiu havis [[nukleo]]n aŭ centron kie la [[atommodelo de Thomson]] ne povis klarigi kiel la ŝargo sur la [[elektrono]]j povas esti konservita ene de la atomo. Li ankaŭ ne povis klarigi la stabilecon de atomo. Lia teorio menciis nenion pri la [[kerno]] de la atomo; la maso kaj pozitiva ŝargo estas koncentritaj en ĝi, kaj la negative ŝargitaj elektronoj troviĝas en la eksternuklea zono. 
[[Dosiero:3D anamation of the Rutherford atom.ogv|eta|dekstre|[[Animacio]] [[3D]] de unu atomo laŭ modelo de Ernest Rutherford.]]

=== Modelo de Bohr ===
La modelo de Bohr estas malnoviĝinta teorio en la kampo de fiziko/kemio, serĉante kompreni la konsiston de atomo, kaj pli precipe de [[hidrogeno]] kaj hidrogenaj [[jono]]j (jonoj posedataj de ununura elektrono). Evoluigita fare de [[Niels Bohr]] en [[1913]] tiu teorio establita sur la "planeda modelo" de Rutherford renkontis tujan sukceson kiam ĝi klarigis en simpla maniero la [[spektra linio|spektrajn intervalojn]] de hidrogenelementoj, tiel establante proksimiĝon inter la unuaj modeloj de la atomo kaj la teorio de [[kvantuma mekaniko]]. 

Tiu nova modelo en kiu la elektronoj de atomo supozevle orbitas la nukleon, sed povis fari tion nur en finia serio de orbitoj, kaj povis salti inter tiuj orbitoj nur en diskretaj ŝanĝoj de energio korespondaj al la absorbo de radiado de [[fotono]].<ref> Stern, David P. (16a de Majo 2005). [https://www-spof.gsfc.nasa.gov/stargaze/Q5.htm "The Atomic Nucleus and Bohr's Early Model of the Atom".] NASA/Goddard Space Flight Center. [https://web.archive.org/web/20070820084047/http://www-spof.gsfc.nasa.gov/stargaze/Q5.htm Arkivita el la originalo] la 20an de Aŭgusto 2007. </ref> Tiun kvantumadon oni uzis por klarigi kial la orbitoj de la elektronoj estas stabilaj kaj kial elementoj absorbas kaj elsendas elektromagnetan radiadon en diskretaj spektroj.<ref> Bohr, Niels (11a de Decembro 1922). [https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1922/bohr/lecture/ "Niels Bohr, The Nobel Prize in Physics 1922, Nobel Lecture".] Nobel Foundation. Arkivita el la originalo la 15an de Aprilo 2008. </ref>

Tiu modelo estis ĝeneraligita al la kazo de relativecaj elektronoj fare de [[Arnold Sommerfeld]] skribante kvante la [[fajna strukturo|fajnan strukturon]] de la spektraj linioj de hidrogeno. Tamen, tiu teorio ne povas klarigi la spektron de multoblaj elektronoj (kiel ekzemple pri [[heliumo]]), nek la naturon de kemiaj reakcioj, kaj ĝi tute abandoniĝis pro la avantaĝoj de la [[kvantuma mekaniko]] ekde [[1925]].

=== Modelo de Sommerfeld ===
La atoma modelo de [[Niels Bohr|Bohr]] funkciis tre bone por la atomo de [[hidrogeno]], tamen, en la spektroj faritaj por atomoj de aliaj elementoj estis observite ke [[elektrono]]j de la sama energinivelo havis malsamajn energiojn, montrante ke ekzistas eraro en la modelo. Lia konkludo estis, ke ene de la sama [[energinivelo]] estis subniveloj, tio estas, iomete malsamaj energioj. Krome, el teoria vidpunkto, Sommerfeld trovis, ke en kelkaj atomoj la rapidoj de la [[elektrono]]j atingis konsiderindan frakcion de la [[lumrapido]]. Sommerfeld studis la esploradon pri relativecaj elektronoj.

La germana fizikisto [[Arnold Sommerfeld]], kun la helpo de la [[teorio de la relativeco]] de [[Albert Einstein]], faris la sekvajn modifojn al la modelo de Bohr:
# Elektronoj moviĝas ĉirkaŭ la nukleo, en cirklaj aŭ elipsaj orbitoj.
# Komencante de la dua energinivelo, ekzistas du aŭ pli da subniveloj sur la sama nivelo.
# La elektrono estas eta elektra kurento.

Sekve, la atommodelo de Sommerfeld estas ĝeneraligo de la atommodelo de Bohr el la relativeca vidpunkto, kvankam li ne povis pruvi la formojn de emisio de elipsaj orbitoj, li nur ekskludis ilian cirklan formon.

=== Modelo de Schrödinger ===
[[Dosiero:HAtomOrbitals.png|eta|maldekstre|Loka probablodenseco de elektrono por la unuaj [[energinivelo]]j.]]
Post kiam [[Louis-Victor de Broglie]] proponis la ondnaturon de materio en 1924, kiu estis ĝeneraligita fare de [[Erwin Schrödinger]] en [[1926]], la modelo de la atomo denove estis ĝisdatigita.

En la modelo de Schrödinger, la koncepto de elektronoj kiel etaj ŝarĝitaj sferoj kiuj rondiras ĉirkaŭ la nukleo estas prirezignita, kio estas ekstrapolo de sperto je makroskopa nivelo al la eta grandeco de la atomo. Anstataŭe, Schrödinger priskribas elektronojn per [[ondofunkcio]], kies kvadrato reprezentas la probablecon de ilia ĉeesto en limigita regiono de spaco. Ĉi tiu probabla zono estas konata kiel [[elektrona distribuado|orbitalo]]. La grafikaĵo malsupre montras la orbitalojn por la unuaj energiniveloj disponeblaj en la hidrogena atomo.

=== Modelo de Dirac ===
La [[Diraka ekvacio]] aspektas tiel:

:<math> \left(\alpha_0 mc^2 + \sum_{j = 1}^3 \alpha_j p_j \, c\right) \psi (\mathbf{x},t) = i \hbar \frac{\partial\psi}{\partial t} (\mathbf{x},t) </math>

kie ''m'' estas [[Maso|kvietmaso]] de la elektrono, ''c'' estas [[Lumrapido|lumrapideco]], ''p'' estas la [[Momanto|momanta]] operatoro, <math>\hbar</math> estas la reduktita [[konstanto de Planck]], '''x''' kaj ''t'' estas, respektive, la [[spaco|spaca]] kaj [[tempo|tempa]] koordinatoj, kaj ''&psi;''('''x''', ''t'') estas kvar-komponanta [[ondfunkcio]]. En [[1928]], la [[relativeco|relativeca]] modelo de Dirac anstataŭas la tro simplan "planedan modelon" de atomo per inkludo de ondfunkcioj al la [[videbla (fiziko)|videbloj]] (pozicio, movkvanto...) de atomelektronoj. 

La &alpha;-oj estas [[Lineara transformo|linearaj operatoroj]], kiuj agas en la ondfunkcio. Ilia plej fundamenta eco estas ke ili estu '''kontraŭkomutaj'''. En aliaj vortoj,
:<math>\alpha_i\alpha_j = -\alpha_j\alpha_i</math>,
kie <math>i\ne j</math>, kaj '''i''' kaj '''j''' estas inter nulo kaj tri. La plej simpla maniero por ricevi tiajn ecojn estas per 4&times;4 matricoj. Ne ekzistas aro de matricoj kun pli malgranda dimensio, kiu verigus la postulon de kontraŭkomuteco. Tiuj kvar-dimensiaj matricoj nomiĝas &alpha;-matricoj de Dirako:

Oportuna (sed ne unika) elekto de <math>\alpha</math>-matricoj estas

:<math>\alpha_0 = \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & -1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & -1 \end{bmatrix} \quad \alpha_1 = \begin{bmatrix} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 1 & 0 & 0 & 0 \end{bmatrix} </math>,

:<math>\alpha_2 = \begin{bmatrix} 0 & 0 & 0 & -i \\ 0 & 0 & i & 0 \\ 0 & -i& 0 & 0 \\ i & 0 & 0 & 0 \end{bmatrix} \quad \alpha_3 = \begin{bmatrix} 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & -1 \\ 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & -1 & 0 & 0 \end{bmatrix} </math>,

La Diraka ekvacio priskribas la probablecajn amplitudojn por ''sola'' elektrono. Ĝi estas sola-partikla teorio, en aliaj vortoj, ĝi ne aplikas la kreadon kaj detruadon de la partikloj. Ĝi donas bonan antaŭdiron por la [[magneta momanto]] de elektrono kaj klarigas [[fajna strukturo|fajnan strukturon]] observeblan en atomaj {{J|spektra linio}}. Ĝi ankaŭ eksplikas la spinon de la elektrono. Du de la kvar solvoj de la ekvacio konformas al du [[spino|spinaj]] ŝtatoj de elektrono. La aliaj du solvoj sugestas, ke ekzistas malfinia aro da [[kvantuma stato|kvantumaj statoj]], en kiuj la elektrono havas negativan energion. Ĉi tiu stranga rezulto gvidis Dirakon al konkludo, tra rimarkinda hipotezo sciata kiel "trua teorio", ke ekzistas pozitive [[Elektra ŝargo|ŝargitaj]] "elektronoj". Ĉi tiu antaŭdiro estis pruvita per malkovro de [[pozitrono]]j en [[1932]] (antaŭe nomitaj ''pozitonoj'' kiel elektronoj estis nomitaj ''negatonoj'').

== Strukturo ==
=== Subatomaj partikloj ===
{{Ĉefartikolo|Subatoma partiklo}}
Kvankam la vorto ''atomo'' origine indikis partiklon kiu ne povas esti disigita en pli malgrandajn partiklojn, en moderna scienca uzokutimo la atomo estas kunmetita de diversaj [[Subatoma partiklo|subatomaj partikloj]]. La konsistigaj partikloj de atomo estas la [[elektrono]], la [[protono]] kaj la [[neŭtrono]].

La elektrono estas la malplej masa el tiuj partikloj laŭ kvar ordoj de magnitudo je 9.11×10<small>−31</small> kg, kun negativa [[elektra ŝargo]] kaj grando kiu estas tro malgranda kaj malebligas esti mezurita uzante la disponeblaj teknikoj.<ref>{{cite book|last=Demtröder|first=Wolfgang|year=2002|title=Atoms, Molecules and Photons: An Introduction to Atomic- Molecular- and Quantum Physics|url=https://archive.org/details/atomsmoleculesph00demt_277|url-access=limited|publisher=Springer|edition=1st|isbn=978-3-540-20631-6|oclc=181435713|pages=[https://archive.org/details/atomsmoleculesph00demt_277/page/n51 39]–42}}</ref> Ĝi estis la plej malpeza partiklo kun pozitiva restanta maso mezurita, uzante la malkovron de la [[Neŭtrino|neŭtrinan]] mason. Je ordinaraj kondiĉoj, elektronoj estas ligitaj al la pozitive ŝarĝita nukleo pere de la alligiteco kreita el la opoziciaj elektraj ŝarĝoj. Se atomo havas pli aŭ malpli da elektronoj ol ties atoma nombro, tiam ĝi iĝas respektive negative aŭ pozitive ŝarĝita kiel tuto; ŝarĝita atomo estas nomita [[jono]]. Elektronoj estis konata ekde la fino de la 19-a jarcento, ĉefe pro [[J.J. Thomson]].

Protonoj havas pozitivan ŝarĝon kaj mason de 1.6726×10<small>−27</small> kg. La nombro de protonoj en atomo estas nomita ĝia [[atoma nombro]]. [[Ernest Rutherford]] (1919) observis, ke nitrogeno sub alfa-partikla bombardado elsendas tion kio ŝajnas hidrogenaj nukleoj. Ĉirkaŭ 1920 li estis akceptinta, ke la hidrogena nukleo estas diferenca partiklo ene de la atomo kaj nomis ĝin [[protono]].

Neŭtronoj ne havas elektran ŝarĝon kaj havas mason de 1.6749×10<small>−27</small> kg.<ref>{{cite book|last=Woan|first=Graham|year=2000|title=The Cambridge Handbook of Physics|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-0-521-57507-2|oclc=224032426|page=[https://archive.org/details/cambridgehandboo0000woan/page/8 8]|url=https://archive.org/details/cambridgehandboo0000woan/page/8}}</ref><ref name="2014 CODATA">Mohr, P.J.; Taylor, B.N. and Newell, D.B. (2014), [http://physics.nist.gov/constants "The 2014 CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants"] {{Webarchiv|url=https://web.archive.org/web/20120211083747/http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html |date=2012-02-11 }} (Web Version 7.0). La datumbazon disvolvis J. Baker, M. Douma, kaj Svetlana Kotoĉigova. (2014). National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland 20899.</ref> Neŭtronoj estas la plej pezaj el la tri konstituantaj partikloj, sed ilia maso povas esti reduktita pere de la nuklea ligenergio. Neŭtronoj kaj protonoj (kolektive konataj kiel [[nukleono]]j) havas kompareblajn dimensiojn — ĉirkaŭ 2.5×10<small>−15</small> m— kvankam la 'surfaco' de tiuj partikloj neestas klare difinita.<ref>{{cite book|last=MacGregor|first=Malcolm H.|year=1992|title=The Enigmatic Electron|publisher=Oxford University Press|isbn=978-0-19-521833-6|oclc=223372888|pages=[https://archive.org/details/astronomyencyclo0000unse/page/33 33–37]|url=https://archive.org/details/astronomyencyclo0000unse/page/33}}</ref> La neŭtronon malkovris en 1932 la angla fizikisto [[James Chadwick]].

En la [[Norma modelo]] de fiziko, elektronoj estas veraj elementaj partikloj sen interna strukturo, dum protonoj kaj neŭtronoj estas partikloj komponitaj de [[Elementa partiklo|elementaj partikloj]] nomitaj [[Kvarko]]j. Estas du tipoj de kvarkoj en atomoj, el kiuj ĉiuj havas frakcian elektran ŝarĝon. Protonoj estas komponitaj de du [[U-kvarko]]j (el kiuj ĉiuj kun ŝarĝo + 2/3 kaj unu [[D-kvarko]] (kun ŝarĝo de −1/3). Neŭtronoj konsistas de unu U-kvarko kaj de du D-kvarkoj. Tiu distingo klarigas la diferencon en amaso kaj ŝarĝo inter ambaŭ partikloj.<ref name=pdg2002 > Particle Data Group (2002). [https://www.particleadventure.org/ "The Particle Adventure".] Lawrence Berkeley Laboratory. Arkivita el la originalo la 4an de Januaro 2007. </ref><ref name=schombert2006 > Schombert, James (18a de Aprilo 2006). [http://abyss.uoregon.edu/~js/ast123/lectures/lec07.html "Elementary Particles".] University of Oregon. [https://web.archive.org/web/20111217082011/http://abyss.uoregon.edu/~js/ast123/lectures/lec07.html Arkivita el la originalo] la 30an de Aŭgusto 2011. </ref>

La kvarkoj estas tenitaj kune per la [[Forta nuklea forto|forta interagado]] (aŭ forta forto), kiu estas mediaciita per [[gluono]]j. La protonoj kaj neŭtronoj, siavice, estas tenataj unu al la alia en la nukleo per la nuklea forto, kiu estas restaĵo de la forta forto kiu havas iom malsamajn interval-propraĵojn (vidu la artikolon pri la [[nuklea forto]] por plia informo). La gluono estas membro de la familio de [[Gaŭĝa bosono|gaŭĝaj bosonoj]], kiuj estas elementaj partikloj kiuj peras fizikajn fortojn.<ref name=pdg2002 /><ref name=schombert2006 />

=== Nukleo ===
{{Ĉefartikolo|Atomkerno}}
[[File:Binding energy curve - common isotopes.svg|thumb|La ligiga energio necesa por nukleono por eskapi la nukleon, por diversaj izotopoj.]]
Ĉiuj ligitaj protonoj kaj neŭtronoj en atomo konsistigas etan [[atomkerno]]n, kaj estas kolektive nomitaj [[nukleono]]j. La radiuso de nukleo estas proksimume egala al <math>1.07 \sqrt[3]{A}</math>&nbsp;femtometroj, kie <math>A</math> estas la totala nombro de nukleonoj.<ref>{{cite book|last=Jevremovic|first=Tatjana|year=2005|title=Nuclear Principles in Engineering|url=https://archive.org/details/nuclearprinciple00jevr_450|url-access=limited|publisher=Springer|isbn=978-0-387-23284-3|oclc=228384008|page=[https://archive.org/details/nuclearprinciple00jevr_450/page/n83 63]}}</ref> Tio estas multe pli malgranda ol la radiuso de la atomo, kiu estas ĉirkaŭ 10<sup>5</sup>&nbsp;fm. La nukleonoj estas kunligitaj per mallongdistance alloga potencialo nomita la restanta forta forto. Je distancoj pli malgrandaj ol 2.5 fm tiu forto estas multe pli potenca ol la [[elektrostatika forto]] kiu igas pozitive ŝargitajn protonojn por forpuŝi unu la alian.<ref>{{cite book|last1=Pfeffer|first1=Jeremy I.|last2=Nir|first2=Shlomo|year=2000|title=Modern Physics: An Introductory Text|publisher=Imperial College Press|isbn=978-1-86094-250-1|oclc=45900880|pages=330–336}}</ref>

Atomoj de la sama [[kemia elemento|elemento]] havas la saman nombron da protonoj, nomataj [[atomnombro]]. Ene de ununura elemento, la nombro da neŭtronoj povas varii, determinante la [[izotopo]]n de tiu elemento. La totala nombro de protonoj kaj neŭtronoj determinas la [[nuklido]]n. La nombro da neŭtronoj relative al la protonoj determinas la stabilecon de la nukleo, kaj certaj izotopoj spertas [[Radioaktiveco|radioaktivan disfalon]].<ref name=wenner2007 > Wenner, Jennifer M. (10a de Oktobro 2007). [https://serc.carleton.edu/quantskills/methods/quantlit/RadDecay.html "How Does Radioactive Decay Work?".] Carleton College. Arkivita el la originalo la 11an de Majo 2008. </ref>

La protono, la elektrono kaj la neŭtrono estas klasifikitaj kiel [[fermiono]]j. Fermionoj obeas la [[Principo de ekskludo|Pauli-ekskludprincipon]], kiu malpermesas ''identajn'' fermionojn, kiel ekzemple multoblaj protonoj, de okupado de la sama kvantuma stato en la sama tempo. Tiel, ĉiu protono en la nukleo devas okupi kvantuman staton malsaman de ĉiuj aliaj protonoj, kaj la samo validas por ĉiuj neŭtronoj de la nukleo kaj por ĉiuj elektronoj de la elektrona nubo.<ref name="raymond" > Raymond, David (7a de Aprilo 2006). [https://web.archive.org/web/20021201030437/http://physics.nmt.edu/~raymond/classes/ph13xbook/node216.html "Nuclear Binding Energies".] New Mexico Tech. Arkivita el la originalo la 1an de Decembro 2002. </ref>

Nukleo kiu havas malsaman nombron da protonoj ol neŭtronoj povas eble fali al pli malalta energistato tra radioaktiva disfalo, kiu igas la nombron da protonoj kaj neŭtronoj pli proksime egaligitaj. Kiel rezulto, atomoj kun egalaj nombroj de protonoj kaj neŭtronoj estas pli stabilaj kontraŭ kadukiĝo, sed kun kreskanta atomnombro, la reciproka repuŝo de la protonoj postulas kreskantan proporcion de neŭtronoj por konservi la stabilecon de la nukleo.<ref name="raymond" />

[[File:Wpdms physics proton proton chain 1.svg|maldekstre|thumb|170ra|Ilustraĵo de nuklea fuzioprocezo kiu formas deŭteriokernon, konsistantan el protono kaj neŭtrono, el du protonoj. [[Pozitrono]] (e<sup>+</sup>) - [[Antimaterio|antimateria]] elektrono - estas elsendita kune kun elektrona [[neŭtrino]].]]

La nombro da protonoj kaj neŭtronoj en la atomkerno povas esti modifita, kvankam tio povas postuli tre altajn energiojn pro la forta forto. [[Nuklea fuzio]] okazas kiam multoblaj atompartikloj kuniĝas por formi pli pezan nukleon, kiel ekzemple tra la energia kolizio de du nukleoj. Ekzemple, ĉe la kerno de la Suno protonoj postulas energiojn de 3 ĝis 10 keV por superi sian reciprokan repuŝon - la [[Kulomba leĝo|kulomban baron]] - kaj kunfandiĝi en ununuran nukleon.<ref name=mihos2002 > Mihos, Chris (23a de Julio 2002). [http://burro.cwru.edu/Academics/Astr221/StarPhys/coulomb.html "Overcoming the Coulomb Barrier".] Case Western Reserve University. Arkivita el la originalo la 12an de Septembro 2006. </ref> [[Nuklea fisio]] estas la kontraŭa procezo, igante nukleon fendetiĝi en du pli malgrandajn nukleojn - kutime tra radioaktiva disfalo. La nukleo ankaŭ povas esti modifita per bombardado per altenergiaj subatomaj partikloj aŭ fotonoj. Se tio modifas la nombron da protonoj en nukleo, la atomo ŝanĝiĝas al malsama kemia elemento.<ref name=lbnl20070330 > Staff (30a de Marto 2007). [https://www.lbl.gov/abc/Basic.html "ABC's of Nuclear Science".] Lawrence Berkeley National Laboratory. [https://web.archive.org/web/20061105192110/http://www.lbl.gov/abc/Basic.html Arkivita el la originalo] la 5an de Decembro 2006. </ref><ref name=makhijani_saleska2001 > Makhijani, Arjun; Saleska, Scott (2a de Marto 2001). [https://ieer.org/resource/factsheets/basics-nuclear-physics-fission/ "Basics of Nuclear Physics and Fission".] Institute for Energy and Environmental Research. Arkivita el la originalo la 16an de Januaro 2007. </ref>

Se la maso de la nukleo sekvanta fuzioreagon estas malpli ol la sumo de la masoj de la apartaj partikloj, tiam la diferenco inter ĉi tiuj du valoroj povas esti elsendita kiel speco de uzebla energio (kiel ekzemple [[gamaradio]], aŭ la kinetika energio de [[beta-partiklo]]), kiel priskribite per la [[Masenergia ekvivalento|masenergia ekvivalenta]] formulo de [[Albert Einstein]], ''E=mc<sup>2</sup>'', kie ''m'' estas la perdorapideco kaj ''c'' estas la [[lumrapideco]]. Tiu deficito estas parto de la ligiga energio de la nova nukleo, kaj estas la nereakirebla perdo de la energio, kiu igas la kunfanditaj partikloj resti kune en stato kiu postulas, ke tiu energio apartiĝu.<ref>{{cite book|last1=Shultis|first1=J. Kenneth|last2=Faw|first2=Richard E.|title=Fundamentals of Nuclear Science and Engineering|year=2002|publisher=CRC Press|isbn=978-0-8247-0834-4|oclc=123346507|pages=10–17}}</ref>

La fuzio de du nukleoj kiuj kreas pli grandajn nukleojn kun pli malaltaj atomnombroj ol [[fero]] kaj [[nikelo]] - totala nukleona nombro de proksimume 60 - estas kutime [[Ekzoterma reakcio|ekzoterma procezo]], kiu elsendas pli da energio ol estas postulata por kunigi ilin.<ref name=ajp63_7_653 > Fewell, M.P. (1995). "The atomic nuclide with the highest mean binding energy". ''American Journal of Physics''. 63 (7): 653–658. Bibcode:1995AmJPh..63..653F. doi:10.1119/1.17828. </ref> Estas ĉi tiu energi-elsenda procezo kiu faras nuklean fuzion en [[stelo]]j memsubtena reago. Por pli pezaj nukleoj, la ligiga energio por [[nukleono]] komencas malpliiĝi. Tio signifas ke fuzioprocezo produktanta nukleon kiu havas atomnombron pli altan ol proksimume 26, kaj [[masnombro]]n pli altan ol proksimume 60, estas endoterma procezo. Tiel, pli masivaj nukleoj ne povas sperti energiproduktantan fuzioreakcion kiu povas elteni la hidrostatikan ekvilibron de stelo.<ref name="raymond" />

=== Elektrona nubo ===
{{Ĉefartikolo|Elektrona distribuado|Elektronkovraĵo|Elektronegativeco}}
[[File:Potential energy well.svg|right|thumb|Potenciala puto, montranta, laŭ la [[klasika mekaniko]], la minimuman energion ''V''(''x'') necesan por atingi ĉiun pozicion ''x''. Klasike, partiklo kun energio ''E'' estas limigita al gamo de pozicioj  inter ''x''<sub>1</sub> kaj ''x''<sub>2</sub>.]]
La elektronoj en atomo estas altiritaj al la protonoj en la nukleo fare de la [[Elektromagnetismo|elektromagnetika forto]]. Tiu forto ligigas la elektronojn ene de [[Elektrostatiko|elektrostatika]] potenciala puto ĉirkaŭ la plej malgranda nukleo, kio signifas, ke ekstera forto de energio estas necesa por ke la elektrono foriru. Ju pli proksime elektrono estas al la nukleo, des pli granda estas la altira forto. Tial elektronoj ligiĝas proksime de la centro de la potenciala puto postulas pli da energio por eskapi ol tiuj ĉe pli grandaj apartigoj.

Elektronoj, kiel aliaj partikloj, havas proprecojn kaj de partiklo kaj de ondo. La elektrona nubo estas regiono ene de la potenciala puto, kie ĉiu elektrono formas specon de tridimensia [[Staranta ondo|konstanta ondo]] - ondoformo kiu ne moviĝas relative al la nukleo.

[[File:Atomic-orbital-clouds spdf m0.png|thumb|maldekstre|230ra|3D vidaĵoj de kelkaj hidrogenecaj atomaj orbitaloj montrantaj probablodensecon kaj fazon ('''g''' orbitaloj kaj pli altaj ne estas montrataj)]]
Ĉi tiu konduto estas difinita per atomorbitalo, matematika funkcio kiu karakterizas la probablecon ke elektrono ŝajnas esti en aparta loko kiam ĝia pozicio estas mezurita.<ref name=science157_3784_13>  Mulliken, Robert S. (1967). "Spectroscopy, Molecular Orbitals, and Chemical Bonding". ''Science''. 157 (3784): 13–24. Bibcode:1967Sci...157...13M. doi:10.1126/science.157.3784.13. PMID 5338306. </ref>> Nur diskreta (aŭ kvantigita) aro de tiuj orbitaloj ekzistas ĉirkaŭ la nukleo, ĉar aliaj eblaj ondopadronoj rapide kadukiĝas en pli stabilan formon.<ref name=Brucat2008 > Brucat, Philip J. (2008). [https://web.archive.org/web/20070203024049/http://www.chem.ufl.edu/~itl/2045/lectures/lec_10.html "The Quantum Atom".] University of Florida. Arkivita el la originalo la 7an de Decembro 2006. </ref> Orbitaloj povas havi unu aŭ plurajn ringajn aŭ nodajn strukturojn, kaj diferenci unu de la alia laŭ grandeco, formo kaj orientiĝo.<ref name=manthey2001 > Manthey, David (2001). [https://www.orbitals.com/orb/ "Atomic Orbitals".] Orbital Central. Arkivita el la originalo la 10an de Januaro 2008. </ref>

Ĉiu atomorbitalo egalrilatas al speciala [[energinivelo]] de la elektrono. La elektrono povas ŝanĝi sian staton al pli alta energinivelo absorbante [[fotono]]n per sufiĉa energio por akceli ĝin en la novan kvantuman staton. Same, per [[spontanea eligo]], elektrono en pli alta energistato povas fali al pli malalta energistato, dum radiado de la troa energio kiel fotono. Ĉi tiuj karakterizaj energivaloroj, difinitaj per la diferencoj en la energioj de la kvantumaj statoj, respondecas pri [[Spektroskopio|atomaj spektraj linioj]].<ref name=Brucat2008 />

La kvanto de energio necesa por forigi aŭ aldoni elektronon - la [[Joniga energio|elektron-liga energio]] - estas multe malpli ol la liga energio de nukleonoj. Ekzemple, ĝi postulas nur 13.6 eV por senigi [[Senmova stato|bazan staton]] de elektrono de hidrogenatomo,<ref name=herter_8 > Herter, Terry (2006). [https://web.archive.org/web/20120222062433/http://astrosun2.astro.cornell.edu/academics/courses/astro101/herter/lectures/lec08.htm "Lecture 8: The Hydrogen Atom".] Cornell University. Arkivita el la originalo la 22an de Februaro 2012. </ref> kompare kun 2.23 ''milionoj'' da eV por disigo de nukleo de [[deŭterio]].<ref name=pr79_2_282 > Bell, R.E.; Elliott, L.G. (1950). "Gamma-Rays from the Reaction H1(n,γ)D2 and the Binding Energy of the Deuteron". ''Physical Review''. 79 (2): 282–285. Bibcode:1950PhRv...79..282B. doi:10.1103/PhysRev.79.282. </ref> Atomoj estas [[elektra ŝargo|elektre]] neŭtralaj se ili havas egalan nombron da protonoj kaj elektronoj. Atomoj kiuj havas aŭ deficiton aŭ troon de elektronoj estas nomitaj [[jono]]j. Elektronoj kiuj estas plej malproksimaj de la nukleo povas esti transdonitaj al aliaj proksimaj atomoj aŭ dividitaj inter atomoj. Per ĉi tiu mekanismo, atomoj povas [[Kemia ligo|ligiĝi]] en [[molekulo]]jn kaj aliajn specojn de [[Kemia kombinaĵo|kemiaj komponaĵoj]] kiel jonaj kaj [[Kovalenta ligo|kovalentaj]] retaj [[Kristaliĝo|kristaloj]].<ref>{{cite book|last=Smirnov|first=Boris M.|year=2003|title=Physics of Atoms and Ions|url=https://archive.org/details/physicsatomsions00smir|url-access=limited|publisher=Springer|isbn=978-0-387-95550-6|pages=[https://archive.org/details/physicsatomsions00smir/page/n262 249]–272}}</ref>

== Bildaro ==
<gallery>
Dosiero:Atom.png|Simpla bildigo de [[heliumo]]atomo<!-- eta|maldekstra|180ra|_Stark_ _vereinfachende_ _Darstellung_ _eines_ [[Heliumo]]-_Atoms_: Du (nombro) [[Elektrono]]_en_ _umkreisen_ _einen_ _Kern_ _aus_ du (nombro) [[Protono]]_en_ _und_ du (nombro) [[Neŭtrono]]_en_. -->
Dosiero:Sciences exactes.svg
Dosiero:Plum pudding atom.svg|[[pudingo|Pudinga]] modelo de atomo<!-- eta|maldekstra|180ra|''' ''_Le_ _pudding_ _de_ _Thomson_, _la_ _charge_ _positive_ (oriento, eosto) _répartie_ _dans_ _un_ _tout_ _petit_ _volume_ _qui_ (oriento, eosto) _parsemée_ d'_électrons_'' ''' -->
Dosiero:Rutherford atom.svg|Bildigo de atoma modelo de Rutherford
Dosiero:Helium atom with charge-smaller.jpg|Bildigo de la modelo de Schrödinger pri heliumo<!-- eta|maldekstra|180ra|laŭliniigi centro|Modelo de la atomo - 3-D Heliuma atomo - tero (ŝtato, deklari, regno, stato, ŝtata) -->
Dosiero:HAtomOrbitals.png|La kolorintenso estas proporcia al la [[Probablodensa funkcio|probablodenso]] laŭ la [[elektrona distribuado|elektronaj orbitaloj]]<!-- eta|maldekstra|180ra|La [[atoma _orbital_]] [[_wavefunction_]]s de [[hidrogena atomo]]. La [[(ĉefa, principo) kvantuma nombro]] estas je la (orta, ĝusta, dekstra, rajto) de ĉiu (remi, vico) kaj la [[_azimuthal_ kvantuma nombro]] estas _denoted_ per (letero, poŝtaĵo, litero) je supro de ĉiu kolumno. -->
Dosiero :Alpha-beta-gamma_decay.png|[[Joniga radiado|Radioj]] elsenditaj dum [[fisio]] de atomoj: [[alfa-radiado|alpha-]], [[beta-radiado|beta-]] kaj [[gama-radiado]].
</gallery>

== Vidu ankaŭ ==
{{Projektoj|commons=Atom|WT=Atom|Wl=Atomo|Wl originalo=Átomo|ReVo=atom}}
* [[Joniga energio]]
* [[Kemia ligo]]
* [[Listo de partikloj]]
* [[Pozitrono]] kaj [[Pozitronio]]
* [[Atomkerno]]
* [[Nuklido]] kaj [[Izotopo]]
* [[Atomkerna izomero]]
* [[Strukturiĝo de atomoj]]
* [[Subatoma partiklo]]

== Referencoj ==
{{Referencoj|2}}

== Bibliografio ==
* [https://teacher-programmes.web.cern.ch/ Teaching Standard Model at high school»] (en angla). Kronologio de la atoma modelo.
* Sokolovsky, Silvia (2002). [https://web.archive.org/web/20111005022017/http://soko.com.ar/Fisica/cuantica/Atomo.htm «El Átomo».] (en hispana) Arkivita el la originalo en la 5a de Oktobro 2011. Konsultita la 17an de Junio 2021.
* Bransden, B.H.; Joachain, J.C. (1983). Physics of atoms and molecules (en angla). Longman Group Limited. ISBN 0-582-44401-2.
* Cottingham, W.N.; Greenwood, D.A. (2004). An introduction to nuclear physics (en angla). Cambridge University Press. ISBN 0-521-65149-2.
* Demtröder, Wolfgang (2006). Atoms, molecules and photons (en angla). Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-20631-6.
* Kramer, Kenneth (1988). Introductory nuclear physics (en angla). ISBN 047180553X.
* [https://web.archive.org/web/20090208050429/http://homepage.mac.com/fishbonelpc/CERN/public.web.cern.ch/Public/Content/Chapters/AboutCERN/WhyStudyPrtcles/UniverseBricks/UniverseBricks-es.html «Los ladrillos del Universo: los bloques constituyentes de la materia».] Arkivita el la originalo en la 8a de februaro 2009. Disvastiga materialo de la CERN.

== Eksteraj ligiloj ==
* [https://particleadventure.org/ La Aventuro de Partikloj] {{lingvokodo|de|en|es|fr|it|pt|no|ro|sr|zh}}
* [http://www.nat.vu.nl/~pwgroen/sdm/hyper/methoden/verstrooi/R_hist.html Historio de la modeloj de atomo] {{Webarchiv|url=https://web.archive.org/web/20060305183840/http://www.nat.vu.nl/~pwgroen/sdm/hyper/methoden/verstrooi/R_hist.html |date=2006-03-05 }} {{lingvokodo|nl}}

{{Havenda artikolo|Atomo}}
{{Bibliotekoj}}

[[Kategorio:Atomoj| ]]
[[Kategorio:Atoma fiziko| ]]