Struktura atomů — elementární částice hmoty, elektrony, protony, neutrony
Všechna fyzická těla v přírodě jsou vyrobena z druhu hmoty zvaného hmota. Látky se dělí do dvou hlavních skupin — jednoduché a složité látky.
Složité látky jsou takové látky, které lze chemickými reakcemi rozložit na jiné, jednodušší látky. Na rozdíl od komplexních látek jsou jednoduché látky takové, které nelze chemicky rozložit na ještě jednodušší látky.
Příkladem složité látky je voda, kterou lze chemickou reakcí rozložit na dvě další, jednodušší látky – vodík a kyslík. Pokud jde o poslední dvě, nelze je již chemicky rozložit na jednodušší látky a jsou to tedy jednoduché látky, nebo jinými slovy chemické prvky.
V první polovině 19. století existoval ve vědě předpoklad, že chemické prvky jsou nezměněné látky, které spolu nemají společný vztah. Ruský vědec D. I. Mendělejev (1834 — 1907) však poprvé v roce 1869odhaluje vztah chemických prvků, ukazuje, že kvalitativní charakteristika každého z nich závisí na jeho kvantitativní charakteristice – atomové hmotnosti.
Při studiu vlastností chemických prvků si D. I. Mendělejev všiml, že se jejich vlastnosti periodicky opakují v závislosti na jejich atomové hmotnosti. Tuto periodicitu ukázal ve formě tabulky, která vstoupila do vědy pod názvem „Mendělejevova periodická tabulka prvků“.
Níže je Mendělejevova moderní periodická tabulka chemických prvků.
atomy
Podle moderních vědeckých koncepcí se každý chemický prvek skládá ze souboru nejmenších hmotných (materiálových) částic nazývaných atomy.
Atom je nejmenší zlomek chemického prvku, který již nelze chemicky rozložit na jiné, menší a jednodušší hmotné částice.
Atomy chemických prvků různé povahy se od sebe liší svými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, strukturou, velikostí, hmotností, atomovou hmotností, vlastní energií a některými dalšími vlastnostmi. Například atom vodíku se svými vlastnostmi a strukturou výrazně liší od atomu kyslíku a druhý od atomu uranu a tak dále.
Bylo zjištěno, že atomy chemických prvků jsou extrémně malé. Pokud podmíněně předpokládáme, že atomy mají kulový tvar, pak se jejich průměry musí rovnat stovkám milióntin centimetru. Například průměr atomu vodíku – nejmenšího atomu v přírodě – je sto miliontina centimetru (10–8 cm) a průměr největších atomů, například atomu uranu, nepřesahuje tři sta. miliontiny centimetru (3 10-8 cm).Proto je atom vodíku tolikrát menší než koule o poloměru jednoho centimetru, jako je tato koule menší než zeměkoule.
Vzhledem k velmi malé velikosti atomů je jejich hmotnost také velmi malá. Například hmotnost atomu vodíku je m = 1,67· 10-24 To znamená, že jeden gram vodíku obsahuje asi 6·1023 atomů.
Pro konvenční jednotku měření atomových hmotností chemických prvků se bere 1/16 hmotnosti atomu kyslíku. V souladu s touto atomovou hmotností chemického prvku se nazývá abstraktní číslo, které udává, kolikrát je hmotnost daného chemického prvku větší než 1/16 hmotnosti atomu kyslíku.
V periodické tabulce prvků D. I. Mendělejeva jsou uvedeny atomové hmotnosti všech chemických prvků (viz číslo pod názvem prvku). Z této tabulky vidíme, že nejlehčím atomem je atom vodíku, který má atomovou hmotnost 1,008. Atomová hmotnost uhlíku je 12, kyslíku je 16 a tak dále.
Pokud jde o těžší chemické prvky, jejich atomová hmotnost přesahuje atomovou hmotnost vodíku více než dvěstěkrát. Atomová hodnota rtuti je tedy 200,6, radia je 226 a tak dále. Čím vyšší je číselný řád obsazený chemickým prvkem v periodické tabulce prvků, tím větší je atomová hmotnost.
Většina atomových hmotností chemických prvků je vyjádřena jako zlomková čísla. To je do jisté míry vysvětleno skutečností, že takové chemické prvky se skládají ze souboru kolika typů atomů s různou atomovou hmotností, ale se stejnými chemickými vlastnostmi.
Chemické prvky, které zaujímají stejné číslo v periodické tabulce prvků, a proto mají stejné chemické vlastnosti, ale s různou atomovou hmotností, se nazývají izotopy.
Izotopy se nacházejí ve většině chemických prvků, existují dva izotopy, vápník - čtyři, zinek - pět, cín - jedenáct atd. Mnoho izotopů se získává uměním, některé z nich mají velký praktický význam.
Elementární částice hmoty
Dlouhou dobu se věřilo, že atomy chemických prvků jsou limitem dělitelnosti hmoty, tedy jakoby elementárními „stavebními kameny“ vesmíru. Moderní věda odmítá tuto hypotézu tím, že stanoví, že atom jakéhokoli chemického prvku je shlukem ještě menších hmotných částic než atom sám.
Podle elektronové teorie struktury hmoty je atom jakéhokoli chemického prvku systém sestávající z centrálního jádra, kolem kterého obíhají „elementární“ částice materiálu zvaného elektrony. Jádra atomů se podle obecně uznávaných názorů skládají ze souboru „elementárních“ hmotných částic — protonů a neutronů.
Abychom pochopili stavbu atomů a fyzikálně-chemické procesy v nich, je nutné se alespoň krátce seznámit se základními charakteristikami elementárních částic, ze kterých se atomy skládají.
Bylo zjištěno, že elektron je skutečná částice s nejmenším záporným elektrickým nábojem pozorovaným v přírodě.
Pokud podmíněně předpokládáme, že elektron jako částice má kulový tvar, pak by se průměr elektronu měl rovnat 4 ·10-13 cm, to znamená, že je desetitisíckrát menší než průměr každého atomu.
Elektron, stejně jako každá jiná hmotná částice, má hmotnost. "Klidová hmotnost" elektronu, tedy hmotnost, kterou má ve stavu relativního klidu, se rovná mo = 9,1 · 10-28 G.
Extrémně malá "klidová hmotnost" elektronu naznačuje, že inerciální vlastnosti elektronu jsou extrémně slabé, což znamená, že elektron může pod vlivem střídavé elektrické síly oscilovat v prostoru s frekvencí mnoha miliard period za sekundu. druhý.
Hmotnost elektronu je tak malá, že k výrobě jednoho gramu elektronů je zapotřebí 1027 jednotek. Abychom měli alespoň nějakou fyzickou představu o tomto kolosálně velkém počtu, uvedeme příklad. Pokud by se jeden gram elektronů podařilo uspořádat v přímce blízko sebe, pak by vytvořily řetězec dlouhý čtyři miliardy kilometrů.
Hmotnost elektronu, stejně jako každé jiné hmotné mikročástice, závisí na rychlosti jeho pohybu. Elektron ve stavu relativního klidu má „klidovou hmotnost“ mechanické povahy, podobnou hmotnosti jakéhokoli fyzického těla. Pokud jde o "hmotnost pohybu" elektronu, která se zvyšuje s rostoucí rychlostí jeho pohybu, je elektromagnetického původu. To je způsobeno přítomností elektromagnetického pole v pohybujícím se elektronu jako typu hmoty s hmotností a elektromagnetickou energií.
Čím rychleji se elektron pohybuje, tím více se projevují inerciální vlastnosti jeho elektromagnetického pole, tím větší je jeho hmotnost a tím i jeho elektromagnetická energie. Protože elektron se svým elektromagnetickým polem představuje jediný organicky spojený hmotný systém, je přirozené, že hmotnost hybnosti elektromagnetického pole elektronu je přímo přisuzována samotnému elektronu.
Elektron má kromě vlastností částice také vlnové vlastnosti.Experimentálně bylo zjištěno, že tok elektronů se šíří jako tok světla ve formě vlnovitého pohybu. Charakter vlnění toku elektronů v prostoru potvrzují jevy interference a difrakce elektronových vln.
Elektronická interference Je jev superpozice elektronových vůlí na sebe a elektronové difrakce — jedná se o jev ohýbání elektronových vln na okrajích úzké štěrbiny, kterou prochází elektronový paprsek. Elektron tedy není jen částice, ale «částicová vlna», jejíž délka závisí na hmotnosti a rychlosti elektronu.
Bylo zjištěno, že elektron kromě svého translačního pohybu vykonává také rotační pohyb kolem své osy. Tento typ pohybu elektronů se nazývá "spin" (z anglického slova "spin" - vřeteno). V důsledku tohoto pohybu získává elektron kromě elektrických vlastností vlivem elektrického náboje také vlastnosti magnetické, připomínající v tomto ohledu elementární magnet.
Proton je skutečná částice s kladným elektrickým nábojem rovným v absolutní hodnotě elektrickému náboji elektronu.
Hmotnost protonu je 1,67 · 10-24 r, což je přibližně 1840krát větší než „klidová hmotnost“ elektronu.
Na rozdíl od elektronu a protonu nemá neutron elektrický náboj, to znamená, že je to elektricky neutrální „elementární“ částice hmoty. Hmotnost neutronu je prakticky stejná jako hmotnost protonu.
Elektrony, protony a neutrony, které tvoří atomy, na sebe vzájemně působí. Zejména elektrony a protony se navzájem přitahují jako částice s opačnými elektrickými náboji.Současně se elektron od elektronu a proton od protonu odpuzují jako částice se stejnými elektrickými náboji.
Všechny tyto elektricky nabité částice interagují prostřednictvím svých elektrických polí. Tato pole jsou zvláštním druhem hmoty sestávající ze souboru elementárních hmotných částic zvaných fotony. Každý foton má přesně definované množství energie (energetické kvantum), které je mu vlastní.
Interakce částic elektricky nabitých hmotných materiálů probíhá vzájemnou výměnou fotonů. Síla vzájemného působení elektricky nabitých částic se obvykle nazývá elektrická síla.
Neutrony a protony v jádrech atomů se také vzájemně ovlivňují. Tato interakce mezi nimi však již neprobíhá prostřednictvím elektrického pole, neboť neutron je elektricky neutrální částice hmoty, ale prostřednictvím tzv. jaderné pole.
Toto pole je také zvláštní druh hmoty sestávající ze souboru elementárních hmotných částic zvaných mezony... Interakce neutronů a protonů probíhá vzájemnou výměnou mezonů. Síla interakce mezi neutrony a protony se nazývá jaderná síla.
Bylo zjištěno, že jaderné síly působí v jádrech atomů na extrémně malé vzdálenosti - asi 10-13 cm.
Jaderné síly značně převyšují elektrické síly vzájemného odpuzování protonů v jádře atomu. To vede k tomu, že jsou schopny nejen překonávat síly vzájemného odpuzování protonů uvnitř jader atomů, ale také vytvářet velmi silné systémy jader ze sbírky protonů a neutronů.
Stabilita jádra kteréhokoli atomu závisí na poměru dvou protichůdných sil — jaderné (vzájemná přitažlivost protonů a neutronů) a elektrické (vzájemné odpuzování protonů).
Výkonné jaderné síly působící v jádrech atomů přispívají k vzájemné přeměně neutronů a protonů. Tyto interakce neutronů a protonů probíhají v důsledku uvolňování nebo absorpce lehčích elementárních částic, například mezonů.
Námi uvažované částice se nazývají elementární, protože se neskládají z agregátu jiných, jednodušších částic hmoty. Ale zároveň nesmíme zapomínat, že se dokážou proměnit jeden v druhého, vzniknout na úkor toho druhého. Tyto částice jsou tedy nějaké složité útvary, to znamená, že jejich elementární povaha je podmíněná.
Chemická struktura atomů
Nejjednodušší atom ve své struktuře je atom vodíku. Skládá se ze souboru pouze dvou elementárních částic — protonu a elektronu. Proton v systému atomů vodíku hraje roli centrálního jádra, kolem kterého elektron rotuje po určité dráze. Na Obr. 1 schematicky znázorňuje model atomu vodíku.
Rýže. 1. Schéma struktury atomu vodíku
Tento model je pouze hrubým přiblížením skutečnosti. Elektron jako „vlna částic“ totiž nemá objem ostře ohraničený od vnějšího prostředí. A to znamená, že by se nemělo mluvit o nějaké přesné lineární dráze elektronu, ale o jakémsi elektronovém oblaku. Elektron v tomto případě nejčastěji zabírá nějakou střední linii oblaku, což je jedna z jeho možných drah v atomu.
Je třeba říci, že dráha samotného elektronu není v atomu striktně neměnná a stacionární - také díky změně hmotnosti elektronu vykonává určitý rotační pohyb. Proto je pohyb elektronu v atomu poměrně komplikovaný. Protože jádro atomu vodíku (proton) a elektron obíhající kolem něj mají opačné elektrické náboje, vzájemně se přitahují.
Zároveň volná energie elektronu, rotujícího kolem jádra atomu, vyvíjí odstředivou sílu, která má tendenci jej z jádra odstranit. Proto elektrická síla vzájemné přitažlivosti mezi jádrem atomu a elektronem a odstředivá síla působící na elektron jsou síly opačné.
V rovnováze jejich elektron zaujímá relativně stabilní polohu na nějaké dráze v atomu. Protože hmotnost elektronu je velmi malá, musí se k vyrovnání přitažlivé síly k jádru atomu otáčet obrovskou rychlostí rovnající se asi 6 · 1015 otáčkám za sekundu. To znamená, že elektron v systému atomu vodíku se jako každý jiný atom pohybuje po své dráze lineární rychlostí přesahující tisíc kilometrů za sekundu.
Za normálních podmínek se elektron otáčí v atomu druhu na oběžné dráze nejblíže k jádru. Zároveň má minimální možné množství energie. Pokud se z toho či onoho důvodu, například vlivem jiných hmotných částic, které napadly atomový systém, elektron přesune na dráhu, která je od atomu vzdálenější, pak již bude mít o něco větší množství energie.
Elektron však zůstává na této nové dráze po zanedbatelnou dobu, po které se vrátí zpět na dráhu nejblíže k jádru atomu.Během tohoto průběhu odevzdává svou přebytečnou energii ve formě kvanta magnetického záření – zářivé energie (obr. 2).
Rýže. 2. Když se elektron přesune ze vzdálené dráhy na dráhu blíže k jádru atomu, emituje kvantum zářivé energie
Čím více energie elektron přijímá zvenčí, tím více se pohybuje na dráhu, která je nejvzdálenější od jádra atomu, a tím větší množství elektromagnetické energie vyzařuje, když se roztočí na dráhu nejblíže jádru.
Měřením množství energie emitované elektronem během přechodu z různých drah na dráhu nejblíže k jádru atomu bylo možné stanovit, že elektron v systému atomu vodíku, stejně jako v systému jakéhokoli jiného atom, nemůže jít na náhodnou dráhu, na přesně stanovenou v souladu s touto energií, kterou dostává pod vlivem vnější síly. Dráhy, které může elektron obsadit v atomu, se nazývají povolené orbitaly.
Protože kladný náboj jádra atomu vodíku (náboj protonu) a záporný náboj elektronu jsou číselně stejné, je jejich celkový náboj nulový. To znamená, že atom vodíku je v normálním stavu elektricky neutrální částice.
To platí pro atomy všech chemických prvků: atom jakéhokoli chemického prvku v normálním stavu je elektricky neutrální částice díky číselné rovnosti kladných a záporných nábojů.
Protože jádro atomu vodíku obsahuje pouze jednu "elementární" částici — proton, je tzv. hmotnostní číslo tohoto jádra rovno jedné. Hmotnostní číslo jádra atomu jakéhokoli chemického prvku je celkový počet protonů a neutronů, které tvoří toto jádro.
Přírodní vodík se skládá hlavně ze souboru atomů s hmotnostním číslem rovným jedné. Obsahuje však také jiný typ atomů vodíku s hmotnostním číslem rovným dvěma. Jádra těchto těžkých atomů vodíku, nazývaná deuterony, se skládají ze dvou částic, protonu a neutronu. Tento izotop vodíku se nazývá deuterium.
Přírodní vodík obsahuje velmi malé množství deuteria. Na každých šest tisíc atomů lehkého vodíku (hmotnostní číslo rovné jedné) připadá pouze jeden atom deuteria (těžký vodík). Existuje další izotop vodíku, supertěžký vodík zvaný tritium. V jádře atomu tohoto izotopu vodíku jsou tři částice: proton a dva neutrony, spojené dohromady jadernými silami. Hmotnostní číslo jádra atomu tritia je tři, to znamená, že atom tritia je třikrát těžší než lehký atom vodíku.
Přestože atomy izotopů vodíku mají různé hmotnosti, stále mají stejné chemické vlastnosti, například lehký vodík, který vstupuje do chemické reakce s kyslíkem, s ním tvoří složitou látku - vodu. Stejně tak izotop vodíku, deuterium, se spojuje s kyslíkem za vzniku vody, která se na rozdíl od obyčejné vody nazývá těžká voda. Těžká voda se hojně využívá při výrobě jaderné (atomové) energie.
Chemické vlastnosti atomů proto nezávisí na hmotnosti jejich jader, ale pouze na struktuře elektronového obalu atomu. Protože atomy lehkého vodíku, deuteria a tritia mají stejný počet elektronů (jeden pro každý atom), mají tyto izotopy stejné chemické vlastnosti.
Není náhodou, že chemický prvek vodík zaujímá první číslo v periodické tabulce prvků.Faktem je, že existuje určitý vztah mezi počtem každého prvku v periodické tabulce prvků a velikostí náboje na jádře atomu tohoto prvku. Lze to formulovat následovně: pořadové číslo každého chemického prvku v periodické tabulce prvků se číselně rovná kladnému náboji jádra tohoto prvku, a tedy počtu elektronů, které se kolem něj otáčejí.
Protože vodík zaujímá první číslo v periodické tabulce prvků, znamená to, že kladný náboj jádra jeho atomu je roven jedné a jeden elektron obíhá kolem jádra.
Chemický prvek helium je druhý v periodické tabulce prvků. To znamená, že má kladný elektrický náboj jádra rovný dvěma jednotkám, to znamená, že jeho jádro musí obsahovat dva protony a v elektronovém obalu atomu - dvě elektrody.
Přírodní helium se skládá ze dvou izotopů — těžkého a lehkého hélia. Hmotnostní číslo těžkého helia je čtyři. To znamená, že kromě dvou výše zmíněných protonů musí do jádra těžkého atomu helia vstoupit ještě dva neutrony. Pokud jde o lehké helium, jeho hmotnostní číslo je tři, to znamená, že kromě dvou protonů by do složení jeho jádra měl vstoupit ještě jeden neutron.
Bylo zjištěno, že v přírodním heliu je počet atomů lehkého helia přibližně jedna miliontina atomů těžkého genu. Na Obr. 3 ukazuje schematický model atomu helia.
Rýže. 3. Schéma struktury atomu helia
Další komplikace struktury atomů chemických prvků je způsobena zvýšením počtu protonů a neutronů v jádrech těchto atomů a současně zvýšením počtu elektronů rotujících kolem jader (obr. 4). Pomocí periodické tabulky prvků je snadné určit počet elektronů, protonů a neutronů, které tvoří různé atomy.
Rýže. 4. Schémata stavby atomových jader: 1 — helium, 2 — uhlík, 3 — kyslík
Regulární počet chemického prvku se rovná počtu protonů v jádře atomu a zároveň počtu elektronů obíhajících kolem jádra. Pokud jde o atomovou hmotnost, ta se přibližně rovná hmotnostnímu číslu atomu, tedy počtu protonů a neutronů společně v jádře. Odečtením čísla rovného atomovému číslu prvku od atomové hmotnosti prvku je tedy možné určit, kolik neutronů je obsaženo v daném jádře.
Bylo zjištěno, že jádra lehkých chemických prvků, která mají ve svém složení stejný počet protonů a neutronů, se vyznačují velmi vysokou pevností, protože jaderné síly v nich jsou relativně velké. Například jádro těžkého atomu helia je extrémně odolné, protože se skládá ze dvou protonů a dvou neutronů spojených dohromady silnými jadernými silami.
Jádra atomů těžších chemických prvků již obsahují ve svém složení nestejný počet protonů a neutronů, proto je jejich vazba v jádře slabší než v jádrech lehkých chemických prvků. Jádra těchto prvků lze poměrně snadno rozštěpit při bombardování atomovými „projektily“ (neutrony, jádra helia atd.).
Co se týče nejtěžších chemických prvků, zejména těch radioaktivních, jejich jádra se vyznačují tak nízkou pevností, že se samovolně rozpadají na součásti. Například atomy radioaktivního prvku radia, tvořeného kombinací 88 protonů a 138 neutronů, se samovolně rozpadají a stávají se atomy radioaktivního prvku radonu. Atomy posledně jmenovaných se zase rozpadají na své základní části a přecházejí na atomy jiných prvků.
Poté, co jsme se krátce seznámili se složkami jader atomů chemických prvků, uvažujme o struktuře elektronových obalů atomů. Jak víte, elektrony se mohou otáčet kolem jader atomů pouze po přesně definovaných drahách. Navíc jsou tak seskupeny v elektronovém obalu každého atomu, že lze rozlišit jednotlivé elektronové obaly.
Každá slupka může obsahovat určitý počet elektronů, které nepřekračují striktně určitý počet. Takže například v prvním elektronovém obalu nejblíže k jádru atomu mohou být maximálně dva elektrony, ve druhém - ne více než osm elektronů atd.
Ty atomy, ve kterých jsou vnější elektronové obaly zcela zaplněny, mají nejstabilnější elektronový obal. To znamená, že atom pevně drží všechny své elektrony a nepotřebuje jich přijímat další množství zvenčí. Například atom helia má dva elektrony zcela vyplňující první elektronový obal a atom neonu má deset elektronů, z nichž první dva zcela vyplňují první elektronový obal a zbytek - druhý (obr. 5).
Rýže. 5. Schéma struktury atomu neonu
Proto atomy helia a neonu mají docela stabilní elektronové obaly, nemají tendenci je nějak kvantitativně měnit. Takové prvky jsou chemicky inertní, to znamená, že nevstupují do chemické interakce s jinými prvky.
Většina chemických prvků má však atomy, kde vnější elektronové obaly nejsou zcela vyplněny elektrony. Například atom draslíku má devatenáct elektronů, z nichž osmnáct zcela vyplňuje první tři obaly a devatenáctý elektron je v dalším, nevyplněném elektronovém obalu. Slabé zaplnění čtvrtého elektronového obalu elektrony vede k tomu, že jádro atomu velmi slabě drží nejvzdálenější - devatenáctý elektron, a proto lze tento z atomu snadno odstranit. …
Nebo například atom kyslíku má osm elektronů, z nichž dva zcela vyplňují první obal a zbývajících šest je umístěno ve druhém obalu. K úplnému dokončení stavby druhého elektronového obalu v atomu kyslíku mu tedy chybí pouze dva elektrony. Proto atom kyslíku nejen pevně drží svých šest elektronů ve druhém obalu, ale má také schopnost přitáhnout k sobě dva chybějící elektrony, aby zaplnil svůj druhý elektronový obal. Toho dosahuje chemickou kombinací s atomy takových prvků, ve kterých jsou vnější elektrony slabě spojeny s jejich jádry.
Chemické prvky, jejichž atomy nemají vnější elektronové vrstvy zcela vyplněné elektrony, jsou zpravidla chemicky aktivní, to znamená, že dobrovolně vstupují do chemické interakce.
Elektrony v atomech chemických prvků jsou tedy uspořádány v přesně definovaném pořadí a jakákoli změna v jejich prostorovém uspořádání nebo množství v elektronovém obalu atomu vede ke změně fyzikálně-chemických vlastností atomu.
Rovnost počtu elektronů a protonů v atomovém systému je důvodem, proč je jeho celkový elektrický náboj nulový. Pokud je rovnost počtu elektronů a protonů v atomovém systému narušena, pak se atom stává elektricky nabitým systémem.
Atom, v jehož soustavě je narušena rovnováha opačných elektrických nábojů v důsledku toho, že ztratil část svých elektronů nebo jich naopak získal nadbytek, se nazývá iont.
Naopak, pokud atom získá jakýkoli přebytek elektronů, stává se záporným iontem. Například atom chloru, který přijal jeden další elektron, se stane jednoduše nabitým záporným iontem chloru Cl-... Atom kyslíku, který přijal dva další elektrony, se stane dvakrát nabitým záporným iontem kyslíku O a tak dále.
Atom, který se stal iontem, se s ohledem na vnější prostředí stává elektricky nabitým systémem. A to znamená, že atom začal vlastnit elektrické pole, se kterým tvoří jeden hmotný systém, a prostřednictvím tohoto pole provádí elektrickou interakci s jinými elektricky nabitými částicemi hmoty — ionty, elektrony, kladně nabitými jádry atomů, atd.
Schopnost různých iontů se navzájem přitahovat je důvodem, proč se chemicky spojují a vytvářejí složitější částice hmoty – molekuly.
Na závěr je třeba poznamenat, že rozměry atomu jsou velmi velké ve srovnání s rozměry skutečných částic, ze kterých jsou složeny. Jádro nejsložitějšího atomu spolu se všemi elektrony zaujímá jednu miliardtinu objemu atomu. Jednoduchý výpočet ukazuje, že pokud lze jeden krychlový metr platiny stlačit tak těsně, že vnitroatomový a meziatomový prostor zmizí, získá se objem rovný asi jednomu krychlovému milimetru.