Hầu hết chúng ta đều học chủ đề nguyên tử ở trường, trong lớp vật lý. Nếu bạn vẫn quên cấu tạo của nguyên tử hoặc mới bắt đầu nghiên cứu chủ đề này thì bài viết này là dành cho bạn.
Nguyên tử là gì
Để hiểu nguyên tử được tạo thành từ gì, trước tiên bạn cần hiểu nó là gì. Luận điểm được chấp nhận rộng rãi ở chương trình giảng dạy ở trường trong vật lý là một nguyên tử hạt nhỏ nhất nguyên tố hóa học nào. Vì vậy, các nguyên tử có trong mọi thứ xung quanh chúng ta. Cho dù là sinh động hay vật vô tri, ở các lớp sinh lý và hóa học phía dưới, nó bao gồm các nguyên tử.
Nguyên tử là một phần của phân tử. Bất chấp niềm tin này, vẫn có những nguyên tố nhỏ hơn nguyên tử, chẳng hạn như quark. Chủ đề về quark không được thảo luận ở trường học hay đại học (trừ những trường hợp đặc biệt). Quark là nguyên tố hóa học không có cấu trúc bên trong, tức là cấu trúc của nó nhẹ hơn nhiều so với nguyên tử. TRÊN ngay bây giờ Khoa học biết 6 loại quark.
Một nguyên tử bao gồm những gì?
Tất cả các đồ vật xung quanh chúng ta, như đã đề cập, đều bao gồm một thứ gì đó. Trong phòng có một cái bàn và hai cái ghế. Lần lượt, mỗi món đồ nội thất đều được làm từ một số vật liệu. TRONG trong trường hợp này- làm bằng gỗ. Một cái cây được tạo thành từ các phân tử và những phân tử này được tạo thành từ các nguyên tử. Và những ví dụ như vậy có thể được đưa ra tập vô hạn. Nhưng bản thân nguyên tử bao gồm những gì?
Nguyên tử bao gồm một hạt nhân chứa proton và neutron. Proton là hạt tích điện dương. Neutron, như tên gọi của nó, mang điện tích trung tính, tức là không có phí. Xung quanh hạt nhân nguyên tử có một trường (đám mây điện) trong đó các electron (hạt tích điện âm) chuyển động. Số lượng electron và proton có thể khác nhau. Chính sự khác biệt này là chìa khóa trong hóa học khi nghiên cứu câu hỏi về sự thuộc về một chất.
Một nguyên tử có số lượng hạt trên khác nhau được gọi là ion. Như bạn có thể đoán, một ion có thể âm hoặc dương. Nó âm nếu số lượng electron vượt quá số lượng proton. Và ngược lại, nếu có nhiều proton hơn thì ion sẽ dương.
Nguyên tử như tưởng tượng của các nhà tư tưởng và nhà khoa học cổ đại
Có một số giả định rất thú vị về nguyên tử. Dưới đây là danh sách:
- Giả thuyết của Democritus. Democritus cho rằng tính chất của một chất phụ thuộc vào hình dạng nguyên tử của nó. Do đó, nếu một thứ gì đó có đặc tính của chất lỏng, thì điều này chính xác là do các nguyên tử tạo nên chất lỏng này rất mịn. Dựa trên logic của Democritus, các nguyên tử của nước và ví dụ như sữa là tương tự nhau.
- Giả định hành tinh. Vào thế kỷ 20, một số nhà khoa học cho rằng nguyên tử là một dạng hành tinh. Một trong những giả định này như sau: giống như hành tinh Sao Thổ, nguyên tử cũng có các vòng xung quanh hạt nhân mà các electron di chuyển qua đó (hạt nhân được so sánh với chính hành tinh và đám mây điện được so sánh với các vòng của Sao Thổ). Bất chấp sự tương đồng khách quan với lý thuyết đã được chứng minh, phiên bản này đã bị bác bỏ. Giả định của Bohr-Rutherford cũng tương tự nhưng sau đó cũng bị bác bỏ.
Mặc dù vậy, có thể nói một cách an toàn rằng Rutherford đã có bước tiến vượt bậc trong sự hiểu biết bản chất thực sự nguyên tử. Ông đã đúng khi nói rằng nguyên tử giống như hạt nhân, bản thân hạt nhân là dương và các nguyên tử chuyển động xung quanh nó. Khuyết điểm duy nhất trong mô hình của ông là các electron xung quanh nguyên tử không chuyển động theo bất kỳ hướng cụ thể nào. Chuyển động của họ rất hỗn loạn. Điều này đã được chứng minh và đưa vào khoa học với tên gọi mô hình cơ học lượng tử.
Nguyên tử (từ tiếng Hy Lạp "không thể phân chia") - từng là hạt vật chất nhỏ nhất kích thước hiển vi, phần nhỏ nhất của một nguyên tố hóa học mang đặc tính của nó. Các thành phần của nguyên tử - proton, neutron, electron - không còn những đặc tính này nữa và hình thành chúng cùng nhau. Nguyên tử cộng hóa trị tạo thành phân tử. Các nhà khoa học nghiên cứu các đặc điểm của nguyên tử, và mặc dù đã được nghiên cứu khá kỹ nhưng họ không bỏ lỡ cơ hội tìm ra thứ gì đó mới - đặc biệt là trong lĩnh vực tạo ra vật liệu mới và nguyên tử mới (tiếp theo bảng tuần hoàn). 99,9% khối lượng của nguyên tử nằm ở hạt nhân.
Các nhà khoa học từ Đại học Radboud đã phát hiện ra cơ chế mới lưu trữ thông tin từ tính trong đơn vị nhỏ nhất chất: một nguyên tử. Mặc dù bằng chứng về nguyên tắc đã được chứng minh rất nhiệt độ thấp, cơ chế này hứa hẹn sẽ hoạt động ngay cả khi nhiệt độ phòng. Do đó, có thể lưu trữ thông tin nhiều hơn hàng nghìn lần so với thông tin hiện có trên ổ cứng. Kết quả của công việc đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.
nguyên tử(từ nguyên tử Hy Lạp - không thể phân chia), hạt nhỏ nhất của hóa chất. yếu tố, nó thiêng liêng. Mỗi hóa chất. Một phần tử tương ứng với một tập hợp các nguyên tử cụ thể. Bằng cách liên kết với nhau, các nguyên tử giống nhau hoặc các yếu tố khác nhau tạo thành các hạt phức tạp hơn, ví dụ . Tất cả các loại hóa chất. vào trong (rắn, lỏng, khí) do bị phân hủy. sự kết hợp của các nguyên tử với nhau. Nguyên tử cũng có thể tồn tại tự do. trạng thái (trong , ). Các tính chất của nguyên tử, bao gồm khả năng quan trọng nhất của nguyên tử là tạo thành các chất hóa học. conn., được xác định bởi các tính năng của cấu trúc của nó.
Đặc điểm chung cấu trúc của nguyên tử. Một nguyên tử bao gồm một hạt nhân tích điện dương được bao quanh bởi một đám mây tích điện âm. Kích thước của toàn bộ nguyên tử được xác định bởi kích thước của đám mây điện tử của nó và lớn so với kích thước của hạt nhân nguyên tử (kích thước tuyến tính của nguyên tử là ~ 10 ~ 8 cm, hạt nhân của nó ~ 10" -10" 13cm). Đám mây điện tử của nguyên tử không có ranh giới được xác định chặt chẽ, do đó kích thước của nguyên tử có ý nghĩa. độ có điều kiện và phụ thuộc vào phương pháp xác định chúng (xem). Hạt nhân nguyên tử gồm Z và N được giữ lực hạt nhân(cm. ). Tích cực điện tích và âm. phí là cùng một abs. có độ lớn bằng e = 1,60*10 -19 C; không có nguồn điện. thù lao. Điện tích hạt nhân +Ze - cơ bản. đặc tính của một nguyên tử xác định nó thuộc về một hóa chất cụ thể. yếu tố. nguyên tố tuần hoàn hệ tuần hoàn () bằng số trong cốt lõi.
Trong một nguyên tử trung hòa về điện, số lượng trong đám mây bằng số lượng trong hạt nhân. Tuy nhiên, trong những điều kiện nhất định, nó có thể mất hoặc thêm, rẽ tương ứng. tích cực hoặc phủ nhận. , ví dụ. Li + , Li 2+ hoặc O - , O 2- . Khi nói về nguyên tử của một nguyên tố nhất định, chúng tôi muốn nói đến cả nguyên tử trung tính và nguyên tố đó.
Khối lượng của nguyên tử được xác định bởi khối lượng hạt nhân của nó; khối lượng (9,109*10 -28 g) nhỏ hơn khoảng 1840 lần so với khối lượng hoặc (1,67*10 -24 g), do đó sự đóng góp vào khối lượng của nguyên tử là không đáng kể. Tổng số và A = Z + N được gọi. . và điện tích hạt nhân được chỉ định tương ứng. chỉ số trên và chỉ số dưới ở bên trái của ký hiệu phần tử, ví dụ: 23 11 Na. Xem các nguyên tử của một nguyên tố với một giá trị nhất định
Trạng thái dừng của nguyên tử một electron được đặc trưng duy nhất bởi bốn số lượng tử: n, l, ml và ms. Năng lượng của một nguyên tử chỉ phụ thuộc vào n và mức có n cho trước tương ứng với một số trạng thái khác nhau về các giá trị l, ml, m s. Các trạng thái có n và l cho trước thường được ký hiệu là 1s, 2s, 2p, 3s, v.v., trong đó các số biểu thị giá trị của l và các chữ cái s, p, d, f và xa hơn trong tiếng Latin tương ứng với các giá trị d = 0, 1, 2, 3, ... Số tháng 12. các trạng thái với p và d cho trước bằng 2(2l+ 1) số tổ hợp các giá trị m l và m s. Tổng số thợ lặn. các trạng thái với n đã cho bằng 
, tức là các mức có giá trị n = 1, 2, 3,... tương ứng với 2, 8, 18, ..., 2n 2 decomp. . Mức mà chỉ có một (một hàm sóng) tương ứng được gọi. không thoái hóa. Nếu một cấp độ tương ứng với hai hoặc nhiều hơn, nó được gọi. thoái hóa (xem). Trong một nguyên tử, các mức năng lượng bị suy biến theo các giá trị l và ml; sự thoái hóa tính bằng ms chỉ xảy ra xấp xỉ nếu không tính đến tương tác. nam châm quay khoảnh khắc có từ tính trường gây ra bởi chuyển động quỹ đạo trong điện. trường hạt nhân (xem). Đây là một hiệu ứng tương đối tính, nhỏ so với tương tác Coulomb, nhưng về cơ bản nó rất có ý nghĩa, bởi vì dẫn đến bổ sung sự phân chia các mức năng lượng, biểu hiện dưới dạng cái gọi là. cấu trúc tốt.
Với n, l và ml l cho trước, bình phương mô đun của hàm sóng xác định sự phân bố trung bình của đám mây điện tử trong nguyên tử. Khác biệt. các nguyên tử khác nhau đáng kể về phân bố (Hình 2). Do đó, ở l = 0 (trạng thái s), nó khác 0 ở tâm nguyên tử và không phụ thuộc vào hướng (tức là đối xứng hình cầu), đối với các trạng thái khác, nó bằng 0 ở tâm nguyên tử và phụ thuộc vào hướng. 
Cơm. 2. Hình dạng đám mây điện tử điều kiện khác nhau nguyên tử
Trong nguyên tử có nhiều electron do tương tác tĩnh điện. lực đẩy làm giảm đáng kể sự liên kết của chúng với hạt nhân. Ví dụ, năng lượng tách khỏi He + là 54,4 eV; ở nguyên tử He trung tính thì nhỏ hơn nhiều - 24,6 eV. Đối với các nguyên tử nặng hơn, liên kết là mở rộng. với lõi thậm chí còn yếu hơn. Vai trò quan trọngđóng một vai trò cụ thể trong các nguyên tử đa electron. , gắn liền với tính không thể phân biệt được, và việc chúng tuân theo, theo Krom, trong mỗi số, được đặc trưng bởi bốn số lượng tử, không thể có nhiều hơn một. Đối với một nguyên tử có nhiều electron, sẽ hợp lý hơn nếu chỉ nói về toàn bộ nguyên tử đó. Tuy nhiên, xấp xỉ, trong cái gọi là. xấp xỉ một electron, chúng ta có thể xem xét các trạng thái riêng lẻ và mô tả từng trạng thái một electron (một quỹ đạo nhất định được mô tả bởi hàm tương ứng) bằng một bộ bốn số lượng tử 
n, l, ml và m s. Tập hợp 2(2l+ 1) ở trạng thái với n và l cho trước tạo thành một lớp vỏ electron (còn gọi là lớp con, lớp con); nếu tất cả các trạng thái này bị chiếm, shell sẽ được gọi. đầy (đóng cửa). Một tập hợp gồm 2n 2 trạng thái có cùng n nhưng l khác nhau tạo thành một lớp điện tử (còn gọi là cấp độ, lớp vỏ). Với n = 1, 2, 3, 4, ... lớp được ký hiệu bằng ký hiệu K, L, M, N, ... Các số ở lớp vỏ và lớp khi điền đầy đủ được cho trong bảng: Giữa trạng thái dừng trong một nguyên tử là có thể. Khi chuyển từ nhiều hơn cấp độ cao năng lượng E i xuống E k thấp hơn, nguyên tử nhường năng lượng (E i - E k) và trong quá trình chuyển đổi ngược lại sẽ nhận được năng lượng đó. Trong quá trình chuyển đổi bức xạ, một nguyên tử phát ra hoặc hấp thụ một lượng tử điện từ. bức xạ (photon). Chúng cũng có thể xảy ra khi một nguyên tử cho hoặc nhận năng lượng trong quá trình tương tác. với các hạt khác mà nó va chạm (ví dụ, trong) hoặc liên kết trong một thời gian dài (trong. Tính chất hóa học được xác định bởi cấu trúc của lớp vỏ electron bên ngoài của nguyên tử, trong đó chúng liên kết tương đối yếu (năng lượng liên kết từ một số hạt). eV lên tới vài chục eV), tăng; năng lượng liên kết tối đa ở lớp vỏ kín. Do đó, các nguyên tử có một hoặc nhiều lớp vỏ bên ngoài sẽ nhường chúng ở các vùng hóa học.điều kiện bình thường
không nhập vào hóa chất các huyện. Cấu trúc bên trong vỏ nguyên tử, liên kết chặt chẽ hơn nhiều (năng lượng liên kết 10 2 -10 4 eV), chỉ biểu hiện trong quá trình tương tác. nguyên tử với hạt nhanh và photon. Những tương tác như vậy xác định bản chất của phổ tia X và sự tán xạ của hạt (,) trên nguyên tử (xem). Khối lượng của một nguyên tử quyết định tính chất vật lý của nó. thánh thiện, giống như một sự thúc đẩy, có động năng. năng lượng. Từ tạp chí cơ khí và liên quan. và điện khoảnh khắc của hạt nhân nguyên tử phụ thuộc vào một số yếu tố vật lý tinh vi nhất định. các hiệu ứng (phụ thuộc vào tần số của bức xạ, quyết định sự phụ thuộc chiết suất của nguyên tử liên kết với nó vào nó. Mối liên hệ chặt chẽ giữa tính chất quang học của nguyên tử và tính chất điện của nó được thể hiện đặc biệt rõ ràng ở quang phổ quang học.
===
tiếng Tây Ban Nha văn học cho bài viết "ATOM": Karapetyants M. X., Drakin S. I., Cấu trúc, tái bản lần thứ 3, M., 1978; Shlo lye kiy E.V., Vật lý nguyên tử, tái bản lần thứ 7, tập 1-2, M., 1984. M. A. Elyashevich.
Trang "ATOM" chuẩn bị dựa trên vật liệu.
Người đàn ông hiện đại liên tục nghe thấy những cụm từ có chứa từ phái sinh của từ “nguyên tử”. Đây là năng lượng, một nhà máy điện, một quả bom. Một số coi đó là điều đương nhiên và một số đặt câu hỏi: “Nguyên tử là gì?”
Từ này có nghĩa là gì?
Nó có nguồn gốc từ Hy Lạp cổ đại. Xuất phát từ “atomos”, có nghĩa đen là “chưa cắt”.
Ai đó đã phần nào quen thuộc với vật lý nguyên tử sẽ phẫn nộ: “Làm sao nó lại “không bị cắt”? Nó bao gồm một số loại hạt!” Vấn đề là cái tên này xuất hiện khi các nhà khoa học chưa biết rằng nguyên tử không phải là hạt nhỏ nhất.
Sau khi chứng minh thực nghiệm về thực tế này, người ta quyết định không thay đổi tên thông thường. Và vào năm 1860 họ bắt đầu gọi "nguyên tử" hạt nhỏ nhất, có tất cả các tính chất của nguyên tố hóa học mà nó thuộc về.
Cái gì lớn hơn một nguyên tử và nhỏ hơn nó?
Phân tử luôn lớn hơn. Nó được hình thành từ một số nguyên tử và là hạt vật chất nhỏ nhất.
Nhưng ít hơn - hạt cơ bản. Ví dụ, electron và proton, neutron và quark. Có rất nhiều trong số họ.
Rất nhiều điều đã được nói về anh ấy. Nhưng vẫn chưa rõ nguyên tử là gì.
Anh ấy như thế nào?
Câu hỏi làm thế nào để biểu diễn một mô hình nguyên tử đã khiến các nhà khoa học bận tâm từ lâu. Ngày nay, phương án do E. Rutherford đề xuất và N. Bohr hoàn thiện đã được chấp nhận. Theo đó, nguyên tử được chia thành hai phần: hạt nhân và đám mây điện tử.
Phần lớn khối lượng của nguyên tử tập trung ở tâm của nó. Hạt nhân bao gồm neutron và proton. Và các electron trong nguyên tử nằm ở vị trí khá khoảng cách lớn từ trung tâm. Hóa ra một cái gì đó tương tự như hệ mặt trời. Ở trung tâm, giống như Mặt trời, có một lõi và các electron quay xung quanh nó theo quỹ đạo của chúng, giống như các hành tinh. Đó là lý do tại sao mô hình này thường được gọi là mô hình hành tinh.
Điều thú vị là hạt nhân và electron chiếm rất ít không gian so với kích thước tổng thể nguyên tử. Hóa ra có một cái lõi nhỏ ở trung tâm. Sau đó là sự trống rỗng. Một khoảng trống rất lớn. Và sau đó là một dải hẹp các electron nhỏ.
Các nhà khoa học chưa đạt được ngay mô hình nguyên tử này. Trước đó, nhiều giả định đã được đưa ra nhưng đã bị các thí nghiệm bác bỏ.
Một trong những ý tưởng này là sự thể hiện nguyên tử như một vật thể rắn có điện tích dương. Và người ta đề xuất đặt các electron trong nguyên tử khắp cơ thể này. Ý tưởng này được đưa ra bởi J. Thomson. Mô hình nguyên tử của ông còn được gọi là "Pudding nho khô". Mô hình rất giống món ăn này.
Nhưng nó không thể đứng vững được vì nó không thể giải thích được một số tính chất của nguyên tử. Đó là lý do cô bị từ chối.
Nhà khoa học Nhật Bản H. Nagaoka, khi được hỏi nguyên tử là gì, đã đề xuất một mô hình như vậy. Theo ông, hạt này có nét tương đồng mơ hồ với hành tinh Sao Thổ. Có một hạt nhân ở trung tâm và các electron quay xung quanh nó theo các quỹ đạo nối thành một vòng. Mặc dù mô hình không được chấp nhận nhưng một số điều khoản của nó đã được sử dụng trong sơ đồ hành tinh.
Về những con số liên quan đến nguyên tử
Đầu tiên về đại lượng vật lý. Tổng điện tích của nguyên tử luôn là bằng 0. Điều này là do số lượng electron và proton trong đó là như nhau. Và điện tích của chúng có cùng độ lớn và có dấu hiệu trái dấu.
Các tình huống thường phát sinh khi một nguyên tử mất electron hoặc ngược lại, thu hút thêm electron. Trong những tình huống như vậy người ta nói rằng nó đã trở thành một ion. Và điện tích của nó phụ thuộc vào những gì xảy ra với các electron. Nếu số lượng của chúng giảm thì điện tích của ion là dương. Khi có nhiều electron hơn mức cần thiết, ion sẽ trở nên âm.
Bây giờ về hóa học. Khoa học này, không giống khoa học nào khác, mang lại sự hiểu biết sâu sắc nhất về nguyên tử là gì. Rốt cuộc, ngay cả bảng chính được nghiên cứu trong đó cũng dựa trên thực tế là các nguyên tử nằm trong đó theo một thứ tự nhất định. Đó là về về bảng tuần hoàn.
Trong đó, mỗi nguyên tố được gán một số cụ thể, gắn liền với số proton trong hạt nhân. Nó thường được ký hiệu bằng chữ z.
Giá trị tiếp theo là số khối. Nó bằng tổng số proton và neutron tìm thấy trong hạt nhân nguyên tử. Nó thường được ký hiệu bằng chữ A.
Hai số được chỉ định có mối liên hệ với nhau bởi đẳng thức sau:
A = z + N.
Ở đây N là số nơtron trong hạt nhân nguyên tử.
Một đại lượng quan trọng khác là khối lượng của nguyên tử. Để đo lường nó, một giá trị đặc biệt đã được đưa ra. Nó được viết tắt: a.e.m. Và nó được đọc như một đơn vị khối lượng nguyên tử. Dựa trên đơn vị này, ba hạt tạo nên tất cả các nguyên tử của Vũ trụ có khối lượng:
Những giá trị này thường cần thiết khi giải các bài toán hóa học.
nguyên tử(từ tiếng Hy Lạp cổ ἄτομος - không thể phân chia) - một hạt của một chất có kích thước và khối lượng cực nhỏ, phần nhỏ nhất của một nguyên tố hóa học, mang tính chất của nó.Một nguyên tử được tạo thành từ hạt nhân nguyên tử và các electron. Nếu số lượng proton trong hạt nhân trùng với số lượng electron thì toàn bộ nguyên tử trung hòa về điện. TRONG nếu không thì anh ấy có một số tích cực hoặc điện tích âm và được gọi là ion Trong một số trường hợp, nguyên tử chỉ được hiểu là hệ thống trung hòa về điện trong đó điện tích của hạt nhân bằng tổng điện tích của các electron, do đó tương phản chúng với các ion tích điện.
Cốt lõi, mang gần như toàn bộ khối lượng (hơn 99,9%) của nguyên tử, bao gồm các proton tích điện dương và các neutron không tích điện liên kết với nhau bởi tương tác mạnh. Nguyên tử được phân loại theo số proton và neutron trong hạt nhân: số proton Z tương ứng với số seri nguyên tử trong bảng tuần hoàn và xác định nó thuộc về một số nguyên tố hóa học, và số neutron N - của một đồng vị cụ thể của nguyên tố này. Số Z cũng xác định tổng số dương điện tích(Ze) của hạt nhân nguyên tử và số lượng electron trong nguyên tử trung hòa, xác định kích thước của nó.
nguyên tử nhiều loại với số lượng khác nhau, được kết nối bằng liên kết tương tác nguyên tử, tạo thành các phân tử.
Tính chất của nguyên tử
Theo định nghĩa, hai nguyên tử bất kỳ có cùng số proton trong hạt nhân đều thuộc cùng một nguyên tố hóa học. Các nguyên tử có cùng số proton nhưng số tiền khác nhau neutron được gọi là đồng vị của phần tử này. Ví dụ, nguyên tử hydro luôn chứa một proton, nhưng có những đồng vị không có neutron (hydro-1, đôi khi còn gọi là protium - dạng phổ biến nhất), có một neutron (deuterium) và hai neutron (tritium). Các yếu tố đã biết tạo thành một chuỗi tự nhiên liên tục theo số lượng proton trong hạt nhân, bắt đầu từ nguyên tử hydro có một proton và kết thúc bằng nguyên tử ununoctium, có 118 proton trong hạt nhân. Tất cả các đồng vị của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, bắt đầu bằng số 83 (bismuth), đều có tính phóng xạ.
Cân nặng
Vì proton và neutron đóng góp lớn nhất vào khối lượng của nguyên tử nên tổng số hạt này được gọi là số khối. Khối lượng nghỉ của nguyên tử thường được biểu thị bằng đơn vị khối lượng nguyên tử (amu), còn được gọi là dalton (Da). Đơn vị này được định nghĩa là 1⁄12 phần khối lượng còn lại của nguyên tử cacbon-12 trung tính, xấp xỉ bằng 1,66 10−24 g. Hydro-1 là đồng vị nhẹ nhất của hydro và nguyên tử có khối lượng nhỏ nhất, có khối lượng nhỏ nhất. trọng lượng nguyên tử khoảng 1,007825 a. e.m. Khối lượng của một nguyên tử xấp xỉ bằng tích của số khối lượng đơn vị nguyên tử khối lượng nặng nhất đồng vị ổn định- chì-208 có khối lượng 207,9766521 a. e.m.
Vì khối lượng của ngay cả những nguyên tử nặng nhất tính theo đơn vị thông thường (ví dụ: gam) cũng rất nhỏ, nên mol được sử dụng trong hóa học để đo những khối lượng này. Theo định nghĩa, một mol của bất kỳ chất nào đều chứa cùng số nguyên tử (khoảng 6,022·1023). Số này (số Avogadro) được chọn sao cho khối lượng của một phần tử là 1 a. ví dụ, thì một mol nguyên tử của nguyên tố này sẽ có khối lượng là 1 g. Ví dụ, cacbon có khối lượng là 12 a. e.m., vậy 1 mol cacbon nặng 12 g.
Kích cỡ
Các nguyên tử không có ranh giới bên ngoài được xác định rõ ràng nên kích thước của chúng được xác định bởi khoảng cách giữa hạt nhân của các nguyên tử lân cận đã hình thành liên kết hóa học (bán kính cộng hóa trị) hoặc bằng khoảng cách đến quỹ đạo electron ổn định xa nhất trong vỏ điện tử của nguyên tử này (Bán kính nguyên tử). Bán kính phụ thuộc vào vị trí của nguyên tử trong bảng tuần hoàn, loại liên kết hóa học, số nguyên tử ở gần (số phối trí) và một tính chất cơ lượng tử được gọi là spin. Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố, kích thước của nguyên tử tăng khi bạn di chuyển xuống một cột và giảm khi bạn di chuyển xuống một hàng từ trái sang phải. Theo đó, nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử helium có bán kính 32 pm, và lớn nhất là nguyên tử Caesium (225 pm). Những kích thước này nhỏ hơn hàng nghìn lần so với bước sóng ánh sáng nhìn thấy được(400-700 nm), do đó không thể nhìn thấy nguyên tử bằng kính hiển vi quang học. Tuy nhiên, từng nguyên tử có thể được quan sát bằng kính hiển vi quét đường hầm.
Sự nhỏ bé của nguyên tử được thể hiện qua các ví dụ sau. Một sợi tóc của con người dày hơn một triệu lần so với nguyên tử carbon. Một giọt nước chứa 2 sextillion (2 1021) nguyên tử oxy và số nguyên tử hydro gấp đôi. Một carat kim cương nặng 0,2 g bao gồm 10 tỷ tỷ nguyên tử carbon. Nếu một quả táo có thể được phóng to bằng kích thước của Trái đất thì các nguyên tử sẽ đạt kích thước ban đầu của quả táo.
Các nhà khoa học từ Kharkov Viện Vật lý và Công nghệđã trình bày những bức ảnh đầu tiên về nguyên tử trong lịch sử khoa học. Để thu được hình ảnh, các nhà khoa học đã sử dụng kính hiển vi điện tử ghi lại bức xạ và trường (kính hiển vi điện tử phát xạ trường, FEEM). Các nhà vật lý lần lượt đặt hàng chục nguyên tử cacbon vào buồng chân không và cho chúng đi qua phóng điệnở mức 425 volt. Sự bức xạ của nguyên tử cuối cùng trong chuỗi lên màn phốt pho giúp có thể thu được hình ảnh của đám mây electron xung quanh hạt nhân.