สารบัญ
14 ความสัมพันธ์: ยูเรเนียม-238อะตอมอิเล็กตรอนอนุภาคแอลฟาธาตุคาร์บอนนิวคลีออนนิวตรอนนิวเคลียสของอะตอมแบริออนโปรตอนไอออนไอโซโทปเลขอะตอม
- นิวเคลียร์เคมี
ยูเรเนียม-238
ูเรเนียม-238 (238U หรือ U-238) เป็นไอโซโทปกัมมันตรังสีของยูเรเนียม ไอโซโทปนี้สามารถพบได้ในธรรมชาติ ยูเรเนียม-238 ใช้เป็นวัสดุตั้งต้นให้แก่พลูโทเนียม-239 สามารถสลายด้วยวิธีการสลายตัวแอลฟา และ การสลายตัวเบต้าสองครั้ง ไอโซโทป 99.248 % ของยูเรเนียม-238 มีครึ่งชีวิต 1.41 วินาที (4.468 ปี, หรือ 4.468 พันล้านปี).
อะตอม
อะตอม (άτομον; Atom) คือหน่วยพื้นฐานของสสาร ประกอบด้วยส่วนของนิวเคลียสที่หนาแน่นมากอยู่ตรงศูนย์กลาง ล้อมรอบด้วยกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนที่มีประจุบวกกับนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า (ยกเว้นในกรณีของ ไฮโดรเจน-1 ซึ่งเป็นนิวไคลด์ชนิดเดียวที่เสถียรโดยไม่มีนิวตรอนเลย) อิเล็กตรอนของอะตอมถูกดึงดูดอยู่กับนิวเคลียสด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ในทำนองเดียวกัน กลุ่มของอะตอมสามารถดึงดูดกันและกันก่อตัวเป็นโมเลกุลได้ อะตอมที่มีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากันจะมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า มิฉะนั้นแล้วมันอาจมีประจุเป็นบวก (เพราะขาดอิเล็กตรอน) หรือลบ (เพราะมีอิเล็กตรอนเกิน) ซึ่งเรียกว่า ไอออน เราจัดประเภทของอะตอมด้วยจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่อยู่ในนิวเคลียส จำนวนโปรตอนเป็นตัวบ่งบอกชนิดของธาตุเคมี และจำนวนนิวตรอนบ่งบอกชนิดไอโซโทปของธาตุนั้น "อะตอม" มาจากภาษากรีกว่า ἄτομος/átomos, α-τεμνω ซึ่งหมายความว่า ไม่สามารถแบ่งได้อีกต่อไป หลักการของอะตอมในฐานะส่วนประกอบที่เล็กที่สุดของสสารที่ไม่สามารถแบ่งได้อีกต่อไปถูกเสนอขึ้นครั้งแรกโดยนักปรัชญาชาวอินเดียและนักปรัชญาชาวกรีก ซึ่งจะตรงกันข้ามกับปรัชญาอีกสายหนึ่งที่เชื่อว่าสสารสามารถแบ่งแยกได้ไปเรื่อยๆ โดยไม่มีสิ้นสุด (คล้ายกับปัญหา discrete หรือ continuum) ในคริสต์ศตวรรษที่ 17-18 นักเคมีเริ่มวางแนวคิดทางกายภาพจากหลักการนี้โดยแสดงให้เห็นว่าวัตถุหนึ่งๆ ควรจะประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐานที่ไม่สามารถแบ่งแยกได้อีกต่อไป ระหว่างช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 และต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 นักฟิสิกส์ค้นพบส่วนประกอบย่อยของอะตอมและโครงสร้างภายในของอะตอม ซึ่งเป็นการแสดงว่า "อะตอม" ที่ค้นพบตั้งแต่แรกยังสามารถแบ่งแยกได้อีก และไม่ใช่ "อะตอม" ในความหมายที่ตั้งมาแต่แรก กลศาสตร์ควอนตัมเป็นทฤษฎีที่สามารถนำมาใช้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของอะตอมได้เป็นผลสำเร็จ ตามความเข้าใจในปัจจุบัน อะตอมเป็นวัตถุขนาดเล็กที่มีมวลน้อยมาก เราสามารถสังเกตการณ์อะตอมเดี่ยวๆ ได้โดยอาศัยเครื่องมือพิเศษ เช่น กล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดในอุโมงค์ มวลประมาณ 99.9% ของอะตอมกระจุกรวมกันอยู่ในนิวเคลียสไอโซโทปส่วนมากมีนิวคลีออนมากกว่าอิเล็กตรอน ในกรณีของ ไฮโดรเจน-1 ซึ่งมีอิเล็กตรอนและนิวคลีออนเดี่ยวอย่างละ 1 ตัว มีโปรตอนอยู่ \begin\frac \approx 0.9995\end, หรือ 99.95% ของมวลอะตอมทั้งหมด โดยมีโปรตอนและนิวตรอนเป็นมวลที่เหลือประมาณเท่า ๆ กัน ธาตุแต่ละตัวจะมีอย่างน้อยหนึ่งไอโซโทปที่มีนิวเคลียสซึ่งไม่เสถียรและเกิดการเสื่อมสลายโดยการแผ่รังสี ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดการแปรนิวเคลียสที่ทำให้จำนวนโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสเปลี่ยนแปลงไป อิเล็กตรอนที่โคจรรอบอะตอมจะมีระดับพลังงานที่เสถียรอยู่จำนวนหนึ่งในลักษณะของวงโคจรอะตอม และสามารถเปลี่ยนแปลงระดับไปมาระหว่างกันได้โดยการดูดซับหรือปลดปล่อยโฟตอนที่สอดคล้องกับระดับพลังงานที่ต่างกัน อิเล็กตรอนเหล่านี้เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ และมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็กของอะตอม แนวคิดที่ว่าสสารประกอบด้วยหน่วยย่อยๆ ไม่ต่อเนื่องกันและไม่สามารถแบ่งออกเป็นชิ้นส่วนที่เล็กไปได้อีก เกิดขึ้นมานับเป็นพันปีแล้ว แนวคิดเหล่านี้มีรากฐานอยู่บนการให้เหตุผลทางปรัชญา นักปรัชญาได้เรียกการศึกษาด้านนี้ว่า ปรัชญาธรรมชาติ (Natural Philosophy) จนถึงยุคหลังจากเซอร์ ไอแซค นิวตัน จึงได้มีการบัญญัติศัพท์คำว่า 'วิทยาศาสตร์' (Science) เกิดขึ้น (นิวตันเรียกตัวเองว่าเป็น นักปรัชญาธรรมชาติ (natural philosopher)) ทดลองและการสังเกตการณ์ ธรรมชาติของอะตอม ของนักปรัชญาธรรมชาติ (นักวิทยาศาสตร์) ทำให้เกิดการค้นพบใหม่ ๆ มากมาย การอ้างอิงถึงแนวคิดอะตอมยุคแรก ๆ สืบย้อนไปได้ถึงยุคอินเดียโบราณในศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสตกาล โดยปรากฏครั้งแรกในศาสนาเชน สำนักศึกษานยายะและไวเศษิกะได้พัฒนาทฤษฎีให้ละเอียดลึกซึ้งขึ้นว่าอะตอมประกอบกันกลายเป็นวัตถุที่ซับซ้อนกว่าได้อย่างไร ทางด้านตะวันตก การอ้างอิงถึงอะตอมเริ่มขึ้นหนึ่งศตวรรษหลังจากนั้นโดยลิวคิพพุส (Leucippus) ซึ่งต่อมาศิษย์ของเขาคือ ดีโมครีตุส ได้นำแนวคิดของเขามาจัดระเบียบให้ดียิ่งขึ้น ราว 450 ปีก่อนคริสตกาล ดีโมครีตุสกำหนดคำว่า átomos (ἄτομος) ขึ้น ซึ่งมีความหมายว่า "ตัดแยกไม่ได้" หรือ "ชิ้นส่วนของสสารที่เล็กที่สุดไม่อาจแบ่งแยกได้อีก" เมื่อแรกที่ จอห์น ดาลตัน ตั้งทฤษฎีเกี่ยวกับอะตอม นักวิทยาศาสตร์ในสมัยนั้นเข้าใจว่า 'อะตอม' ที่ค้นพบนั้นไม่สามารถแบ่งแยกได้อีกแล้ว ถึงแม้ต่อมาจะได้มีการค้นพบว่า 'อะตอม' ยังประกอบไปด้วย โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน แต่นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันก็ยังคงใช้คำเดิมที่ดีโมครีตุสบัญญัติเอาไว้ ลัทธินิยมคอร์พัสคิวลาร์ (Corpuscularianism) ที่เสนอโดยนักเล่นแร่แปรธาตุในคริสต์ศตวรรษที่ 13 ซูโด-กีเบอร์ (Pseudo-Geber) หรือบางครั้งก็เรียกกันว่า พอลแห่งทารันโท แนวคิดนี้กล่าวว่าวัตถุทางกายภาพทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคขนาดละเอียดเรียกว่า คอร์พัสเคิล (corpuscle) เป็นชั้นภายในและภายนอก แนวคิดนี้คล้ายคลึงกับทฤษฎีอะตอม ยกเว้นว่าอะตอมนั้นไม่ควรจะแบ่งต่อไปได้อีกแล้ว ขณะที่คอร์พัสเคิลนั้นยังสามารถแบ่งได้อีกในหลักการ ตัวอย่างตามวิธีนี้คือ เราสามารถแทรกปรอทเข้าไปในโลหะอื่นและเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของมันได้ แนวคิดนิยมคอร์พัสคิวลาร์อยู่ยั่งยืนยงเป็นทฤษฎีหลักตลอดเวลาหลายร้อยปีต่อมา ในปี..
อิเล็กตรอน
page.
อนุภาคแอลฟา
อนุภาคแอลฟา (เขียนแทนด้วยอักษรกรีก แอลฟา α) คืออนุภาคที่ประกอบด้วยโปรตอน 2 ตัวและนิวตรอน 2 ตัว เหมือนกับนิวเคลียสของอะตอมของธาตุฮีเลียม (He) จึงสามารถเขียนสัญลักษณ์ได้อีกอย่างหนึ่งเป็น He^\,\! หรือ ^4_2He^ อนุภาคแอลฟาหนึ่งอนุภาคมีมวล 6.644656×10−27 กิโลกรัม หรือเทียบเท่ากับพลังงาน 3.72738 จิกะอิเล็กตรอนโวลต์ (GeV) มีประจุเป็น +2e โดยที่ e คือความจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนซึ่งมีค่าเท่ากับ 1.602176462×10−19 คูลอมบ์ อนุภาคแอลฟามักเกิดจากการสลายของอะตอมของธาตุกัมมันตรังสี เช่นยูเรเนียม (U) หรือเรเดียม (Ra) ด้วยกระบวนการที่รู้จักกันในชื่อการสลายให้อนุภาคแอลฟา (alpha decay) เมื่ออนุภาคแอลฟาถูกปลดปล่อยออกจากนิวเคลียส มวลอะตอมของธาตุกัมมันตรังสีจะลดลงประมาณ 4.0015 u เนื่องจากการสูญเสียทั้งโปรตอนและนิวตรอน และเลขอะตอมจะลดลง 2 ทำให้อะตอมกลายเป็นธาตุใหม่ ดังตัวอย่างการสลายให้อนุภาคแอลฟาของยูเรเนียม จะได้ธาตุใหม่เป็นทอเรียม (Th) ^_U \rightarrow ^_Th + ^4_2He^.
ธาตุ
ในทางเคมี ธาตุ คือ สารบริสุทธิ์ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานเลขอะตอม อันเป็นจำนวนของโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุนั้น ตัวอย่างธาตุที่คุ้นเคยกัน เช่น คาร์บอน ออกซิเจน อะลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง ทองคำ ปรอทและตะกั่ว จนถึงเดือนพฤษภาคม..
คาร์บอน
ร์บอน (Carbon) เป็นธาตุในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ C และเลขอะตอม 6 เป็นธาตุอโลหะที่มีอยู่มาก มีวาเลนซ์ 4 และมีหลายอัญรูป.
นิวคลีออน
นิวเคลียสอะตอมประกอบด้วยอนุภาคอัดแน่นของนิวคลีออน 2 ประเภท คือโปรตอน (สีแดง) กับนิวตรอน (สีน้ำเงิน) ในภาพนี้ โปรตอนกับนิวตรอนดูเหมือนลูกบอลเล็กๆ ที่ติดแน่นอยู่ด้วยกัน แต่ในนิวเคลียสจริงๆ ตามความเข้าใจของวิชาฟิสิกส์นิวเคลียร์ยุคใหม่ไม่ได้มีหน้าตาแบบนี้ เราพรรณนาภาพนิวเคลียสจริงๆ อย่างถูกต้องได้เพียงอาศัยกลศาสตร์ควอนตัมเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ในนิวเคลียสจริงๆ นิวคลีออนแต่ละตัวจะอยู่ในหลายๆ ตำแหน่งในเวลาเดียวกัน กระจายไปทั่วตลอดนิวเคลียส นิวคลีออน (Nucleon) คือหนึ่งในหลายอนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นนิวเคลียสของอะตอม นิวเคลียสของอะตอมแต่ละตัวประกอบด้วยนิวคลีออนหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น ดังนั้นอะตอมแต่ละตัวจึงประกอบด้วยกลุ่มของนิวคลีออนที่ล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น นิวคลีออนมีอยู่ 2 ประเภทคือนิวตรอน และโปรตอน เลขมวลของไอโซโทปอะตอมหนึ่งๆ จะมีค่าเท่ากันกับจำนวนของนิวคลีออนของไอโซโทปอะตอมนั้นๆ ด้วยเหตุนี้ เราจึงสามารถใช้เลขนิวคลีออนแทนที่เลขมวลหรือเลขมวลอะตอมซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวางก็ได้ ก่อนจะถึงทศวรรษ 1960 เคยเชื่อกันว่านิวคลีออนเป็นอนุภาคมูลฐาน ซึ่งไม่อาจประกอบขึ้นจากชิ้นส่วนอื่นใดที่เล็กไปกว่านั้นอีกแล้ว แต่ปัจจุบันเราทราบกันแล้วว่ามันเป็นอนุภาคประกอบ ซึ่งเกิดจากควาร์กสามตัวเกาะเข้าด้วยกันด้วยสิ่งที่เรียกว่าอันตรกิริยาอย่างเข้ม อันตรกิริยาระหว่างนิวคลีออนตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปเรียกว่า internucleon interaction หรือแรงนิวเคลียร์ ซึ่งเกิดขึ้นจากอันตรกิริยาอย่างเข้มนั่นเอง (แต่เดิมก่อนมีการค้นพบควาร์ก คำว่า "อันตรกิริยาอย่างเข้ม" มีความหมายถึงเพียง internucleon interaction เท่านั้น) ทั้งโปรตอนและนิวตรอนล้วนเป็นแบริออน และก็เป็นเฟอร์มิออนด้วย ตามคำนิยามของฟิสิกส์อนุภาค อนุภาคทั้งสองนี้ประกอบกันเป็น isospin doublet ซึ่งเป็นคำอธิบายว่าทำไมมวลของพวกมันจึงเกือบเท่ากัน โดยที่นิวตรอนหนักกว่าโปรตอนราว 0.1% เท่านั้น.
นิวตรอน
นิวตรอน (neutron) เป็น อนุภาคย่อยของอะตอม ตัวหนึ่ง มีสัญญลักษณ์ n หรือ n0 ที่ไม่มี ประจุไฟฟ้า และมีมวลใหญ่กว่ามวลของ โปรตอน เล็กน้อย โปรตอนและนิวตรอนแต่ละตัวมีมวลประมาณหนึ่งหน่วย มวลอะตอม โปรตอนและนิวตรอนประกอบกันขึ้นเป็น นิวเคลียส ของหนึ่งอะตอม และทั้งสองตัวนี้รวมกันเรียกว่า นิวคลีออน คุณสมบัติของพวกมันถูกอธิบายอยู่ใน ฟิสิกส์นิวเคลียร์ นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนจำนวน Z ตัว โดยที่ Z จะเรียกว่า เลขอะตอม และนิวตรอนจำนวน N ตัว โดยที่ N คือ เลขนิวตรอน เลขอะตอมใช้กำหนดคุณสมบัติทางเคมีของอะตอม และเลขนิวตรอนใช้กำหนด ไอโซโทป หรือ นิวไคลด์ คำว่าไอโซโทปและนิวไคลด์มักจะถูกใช้เป็นคำพ้อง แต่พวกมันหมายถึงคุณสมบัติทางเคมีและทางนิวเคลียร์ตามลำดับ เลขมวล ของอะตอมใช้สัญลักษณ์ A จะเท่ากับ Z+N ยกตัวอย่างเช่น คาร์บอนมีเลขอะตอมเท่ากับ 6 และคาร์บอน-12 ที่เป็นไอโซโทปที่พบอย่างมากมายของมันมี 6 นิวตรอนขณะคาร์บอน-13 ที่เป็นไอโซโทปที่หายากของมันมี 7 นิวตรอน องค์ประกอบบางอย่างจะเกิดขึ้นเองในธรรมชาติโดยมีไอโซโทปที่เสถียรเพียงหนึ่งตัว เช่นฟลูออรีน (ดู นิวไคลด์ที่เสถียร) องค์ประกอบอื่น ๆ จะเกิดขึ้นโดยมีไอโซโทปที่เสถียรเป็นจำนวนมาก เช่นดีบุกที่มีสิบไอโซโทปที่เสถียร แม้ว่านิวตรอนจะไม่ได้เป็นองค์ประกอบทางเคมี มันจะรวมอยู่ใน ตารางของนิวไคลด์ ภายในนิวเคลียส โปรตอนและนิวตรอนจะยึดเหนี่ยวอยู่ด้วยกันด้วย แรงนิวเคลียร์ และนิวตรอนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความมั่นคงของนิวเคลียส นิวตรอนถูกผลิตขึ้นแบบทำสำเนาในปฏิกิริยา นิวเคลียร์ฟิวชั่น และ นิวเคลียร์ฟิชชัน พวกมันเป็นผู้สนับสนุนหลักใน การสังเคราะห์นิวเคลียส ขององค์ประกอบทางเคมีภายในดวงดาวผ่านกระบวนการฟิวชัน, ฟิชชั่นและ การจับยึดนิวตรอน นิวตรอนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ ในทศวรรษหลังจากที่นิวตรอนที่ถูกค้นพบในปี 1932 นิวตรอนถูกนำมาใช้เพื่อให้เกิดการกลายพันธ์ของนิวเคลียส (nuclear transmutation) ในหลายประเภท ด้วยการค้นพบของ นิวเคลียร์ฟิชชัน ในปี 1938 ทุกคนก็ตระหนักได้อย่างรวดเร็วว่า ถ้าการฟิชชันสามารถผลิตนิวตรอนขึ้นมาได้ นิวตรอนแต่ละตัวเหล่านี้อาจก่อให้เกิดฟิชชันต่อไปได้อีกในกระบวนการต่อเนื่องที่เรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ เหตุการณ์และการค้นพบเหล่านี้นำไปสู่เครื่องปฏิกรณ์ที่ยั่งยืนด้วยตนเองเป็นครั้งแรก (Chicago Pile-1, 1942) และอาวุธนิวเคลียร์ครั้งแรก (ทรินิตี้ 1945) นิวตรอนอิสระหรือนิวตรอนอิสระใด ๆ ของนิวเคลียสเป็นรูปแบบหนึ่งของ การแผ่รังสีจากการแตกตัวเป็นไอออน ดังนั้นมันจึงเป็นอันตรายต่อชีวภาพโดยขึ้นอยู่กับปริมาณที่รับ สนาม "พื้นหลังนิวตรอน" ขนาดเล็กในธรรมชาติของนิวตรอนอิสระจะมีอยู่บนโลก ซึ่งเกิดจากมิวออนรังสีคอสมิก และจากกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติขององค์ประกอบที่ทำฟิชชันได้ตามธรรมชาติในเปลือกโลก แหล่งที่ผลิตนิวตรอนโดยเฉพาะเช่นเครื่องกำเนิดนิวตรอน, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อการวิจัยและแหล่งผลิตนิวตรอนแบบสปอลเลชัน (Spallation Source) ที่ผลิตนิวตรอนอิสระสำหรับการใช้งานในการฉายรังสีและในการทดลองการกระเจิงนิวตรอน คำว่า "นิวตรอน" มาจากภาษากรีก neutral ที่แปลว่า เป็นกลาง เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เป็นผู้ตั้งทฤษฎีการมีอยู่ของนิวตรอนเมื่อปี ค.ศ.
นิวเคลียสของอะตอม
ground state)) แต่ละนิวคลีออนสามารถพูดได้ว่าครอบครองช่วงหนึ่งของตำแหน่ง นิวเคลียส ของอะตอม (Atomic nucleus) เป็นพื้นที่ขนาดเล็กที่หนาแน่นในใจกลางของอะตอม ประกอบด้วยโปรตอน และนิวตรอน (สำหรับอะตอมของไฮโดรเจนธรรมดา นิวเคลียสมีแต่โปรตอนเท่านั้น ไม่มีนิวตรอน) นิวเคลียสถูกค้นพบในปี 1911 โดยเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ที่ได้จาก'การทดลองฟอยล์สีทองของ Geiger-Marsden ในปี 1909'.
แบริออน
แบริออน (Baryon) เป็นตระกูลหนึ่งของอนุภาคย่อยของอะตอมแบบผสมที่เกิดจากควาร์ก 3 ตัว (ซึ่งแตกต่างจาก มีซอน ซึ่งประกอบด้วยควาร์ก 1 ตัวและปฏิควาร์ก 1 ตัว) พวกแบริออนและมีซอนต่างก็เป็นส่วนหนึ่งของตระกูลอนุภาคที่เรียกว่า แฮดรอน ซึ่งเป็นตระกูลอนุภาคที่เกิดจากควาร์ก คำว่า แบริออน มาจากภาษากรีกโบราณว่า βαρύς (แบรีส) มีความหมายว่า "หนัก" เนื่องจากเมื่อครั้งที่ตั้งชื่อนี้นั้น พวกอนุภาคมูลฐานที่รู้จักกันแล้วส่วนใหญ่มีมวลน้อยกว่าพวกแบริออน เนื่องจากแบริออนประกอบด้วยควาร์ก มันจึงประสพกับอันตรกิริยาอย่างเข้ม ในขณะที่พวกเลปตอน ซึ่งไม่มีส่วนประกอบของควาร์ก ไม่ต้องประสพ พวกแบริออนที่คุ้นเคยมากที่สุดคือ โปรตอน และ นิวตรอน ซึ่งประกอบขึ้นเป็นมวลส่วนใหญ่ของสสารที่มองเห็นได้ในจักรวาล ขณะที่อิเล็กตรอน (ส่วนประกอบหลักอีกอย่างหนึ่งของอะตอม) เป็นเลปตอน แบริออนแต่ละตัวจะมีคู่ปฏิยานุภาคที่เรียกว่า ปฏิแบริออน ซึ่งควาร์กจะถูกแทนที่ด้วยคู่ตรงข้ามของมันคือ ปฏิควาร์ก ตัวอย่างเช่น โปรตอนประกอบด้วย 2 อัพควาร์ก และ 1 ดาวน์ควาร์ก คู่ปฏิยานุภาคของมันคือ ปฏิโปรตอน ประกอบด้วย 2 อัพปฏิควาร์ก และ 1 ดาวน์ปฏิควาร์ก จนถึงเร็ว ๆ นี้ ยังคิดกันว่ามีการทดลองบางอย่างที่สามารถแสดงถึงการมีอยู่ของ เพนตาควาร์ก หรือแบริออนประหลาดที่ประกอบด้วยควาร์ก 4 ตัวกับแอนติควาร์ก 1 ตัว ชุมชนนักฟิสิกส์อนุภาคทั้งหมดไม่เคยมองการมีอยู่ของอนุภาคในลักษณะนี้มาก่อนจนกระทั่ง..
โปรตอน
| magnetic_moment.
ไอออน
แผนภาพประจุอิเล็กตรอนของไนเตรตไอออน ไอออน คือ อะตอม หรือกลุ่มอะตอม ที่มีประจุสุทธิทางไฟฟ้าเป็นบวก หรือเป็นไอออนที่มีประจุลบ gaaจะมีอิเล็กตรอนในชั้นอิเล็กตรอน (electron shell) มากกว่าที่มันมีโปรตอนในนิวเคลียส เราเรียกไอออนชนิดนี้ว่า แอนไอออน (anion) เพราะมันถูกดูดเข้าหาขั้วแอโนด (anode) ส่วนไอออนที่มีประจุบวก จะมีอิเล็กตรอนน้อยกว่าโปรตอน เราเรียกว่า แคทไอออน (cation) เพราะมันถูกดูดเข้าหาขั้วแคโทด (cathode) กระบวนการแปลงเป็นไอออน และสภาพของการถูกทำให้เป็นไอออน เรียกว่า การแตกตัวเป็นไอออน (ionization) ส่วนกระบวนการจับตัวระหว่างไอออนและอิเล็กตรอนเข้าด้วยกัน จนเกิดเป็นอะตอมที่ดุลประจุแล้วมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า เรียกว่า recombination แอนไอออนแบบโพลีอะตอมิก ซึ่งมีออกซิเจนประกอบอยู่ บางครั้งก็เรียกว่า "ออกซีแอนไอออน" (oxyanion) ไอออนแบบอะตอมเดียวและหลายอะตอม จะเขียนระบุด้วยเครื่องหมายประจุรวมทางไฟฟ้า และจำนวนอิเล็กตรอนที่สูญไปหรือได้รับมา (หากมีมากกว่า 1 อะตอม) ตัวอย่างเช่น H+, SO32- กลุ่มไอออนที่ไม่แตกตัวในน้ำ หรือแม้แต่ก๊าซ ที่มีส่วนของอนุภาคที่มีประจุ จะเรียกว่า พลาสมา (plasma) ซึ่งถือเป็น สถานะที่ 4 ของสสาร เพราะคุณสมบัติของมันนั้น แตกต่างไปจากของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ.
ไอโซโทป
แสดงไอโซโทปของไฮโดรเจนที่เกิดในธรรมชาติทั้งสามตัว ความจริงที่ว่าแต่ละไอโซโทปมีโปรตอนเพียงหนึ่งตัว ทำให้พวกมันทั้งหมดเป็นไฮโดรเจนที่แตกต่างกัน นั่นคือ ตัวตนของไอโซโทปถูกกำหนดโดยจำนวนของนิวตรอน จากซ้ายไปขวา ไอโซโทปเป็นโปรเทียม (1H) ที่มีนิวตรอนเท่ากับศูนย์, ดิวเทอเรียม (2H) ที่มีนิวตรอนหนึ่งตัว, และ ทริเทียม (3H) ที่มีสองนิวตรอน ไอโซโทป (isotope) เป็นความแตกต่างขององค์ประกอบทางเคมีที่เฉพาะเจาะจงของธาตุนั้นซึ่งจะแตกต่างกันในจำนวนของนิวตรอน นั่นคืออะตอมทั้งหลายของธาตุชนิดเดียวกัน จะมีจำนวนโปรตอนหรือเลขอะตอมเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน ส่งผลให้เลขมวล(โปรตอน+นิวตรอน)ต่างกันด้วย และเรียกเป็นไอโซโทปของธาตุนั้น.
เลขอะตอม
เลขอะตอม (atomic number) หมายถึงจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุนั้นๆ หรือหมายถึงจำนวนอิเล็กตรอนที่วิ่งวนรอบนิวเคลียสของอะตอมที่เป็นกลาง เช่น ไฮโดรเจน (H) มีเลขอะตอมเท่ากับ 1 เลขอะตอม เดิมใช้หมายถึงลำดับของธาตุในตารางธาตุ เมื่อ ดมิทรี อีวาโนวิช เมนเดลีเยฟ (Dmitry Ivanovich Mendeleev) ทำการจัดกลุ่มของธาตุตามคุณสมบัติร่วมทางเคมีนั้น เขาได้สังเกตเห็นว่าเมื่อเรียงตามเลขมวลนั้น จะเกิดความไม่ลงรอยกันของคุณสมบัติ เช่น ไอโอดีน (Iodine) และเทลลูเรียม (Tellurium) นั้น เมื่อเรียกตามเลขมวล จะดูเหมือนอยู่ผิดตำแหน่งกัน ซึ่งเมื่อสลับที่กันจะดูเหมาะสมกว่า ดังนั้นเมื่อเรียงธาตุในตารางธาตุตามเลขอะตอม ตารางจะเรียงตามคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ เลขอะตอมนี้ถึงแม้โดยประมาณ แล้วจะแปรผันตรงกับมวลของอะตอม แต่ในรายละเอียดแล้วเลขอะตอมนี้จะสะท้อนถึงคุณสมบัติของธาตุ เฮนรี โมสลีย์ (Henry Moseley) ได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างการกระเจิงของ สเปกตรัมของรังสีเอ็กซ์ (x-ray) ของธาตุ และตำแหน่งที่ถูกต้องบนตารางธาตุ ในปี ค.ศ.