Poenostavljen model atoma.[1] Čeravno ima beseda átomos v grščini izvorni pomen »ne-deljiv«, atom snovi vseeno ni takšen. V mislih imamo protone in nevtrone, ki tvorijo jedro, ter elektrone, ki se gibajo okoli njega. Vemo, da so atomi prvin različni in veliki do nekaj angstremov = 10-10 m). Radij atoma vodika je 0,3 Å, bakra 1,28 Å, svinca 1,75 Å in radona (enega večjih) 2,5 Å.[2] Masi protona in nevtrona sta skoraj enaki 1,67×10-27 kg, masa elektrona pa je od te okoli 1840-krat manjša; jedro drži skupaj jedrska sila, bežeče elektrone pa k jedru vleče električna sila.[3] Z besedo bežijo, hočemo povedati, da poti elektronov niso utirjene, ampak spreminjajoče. V zgodnji polovici prejšnjega stoletja je dozorelo spoznanje, da se ne da poljubno dobro hkrati določiti leg in gibalnih količin delcev in da se more govoriti zgolj o verjetnosti, kje se ti delci nahajajo.[4] Kljub temu imajo elektroni določena stanja, ki jih opisujejo štiri kvantna števila.[5] Omenimo zgolj glavno kvantno število, ki atomu določa število lupin, označujejo jih črke K, L, M, ..., te pa imajo še svoje podlupine. Poenostavljeno si lupine predstavjamo kot »krožnice« okoli jedra. Polmer orbitale elektrona v atomu vodika je 0,53 Å in pomeni le najbolj verjetno oddaljenost elektrona od jedra, sicer pa se utegne nahajati tudi manj ali bolj stran od jedra. Podobno je z radiji ostalih lupin; druga lupina ima radij 1,3 Å. Lupine podajamo tudi z nivoji potencialnih energij elektronov; osnovni lupini pripada najnižji energijski nivo, vsi ostali pa so višji, vse tja do vrednosti nič. Najnižji energijski nivo se imenuje osnovno stanje; tam je električna sila, ki vleče elektron k jedru, največja. Elektrone na ostalih lupinah, še posebno na zadnji, privlači jedro šibkeje, zato z nje »radi uidejo«, zamenjajo atom ter se pridružijo drugemu; takim rečemo, da so prosti. Z vidika prostosti so ostali delci v atomu vezani. Posebnost razmestitve elektronov v atomu so »rezervacije«. Vsaka lupina ne more sprejeti poljubno veliko elektronov, ampak je to odmerjeno. Prva lupina more imeti največ 2 elektrona, druga 8, tretja 18, enako četrta, peta že 32, itn. Določena izjema so feromagnetne snovi (npr. železo, kobalt, nikelj), ki so za elektrotehniko izredno pomembne. Popolnjevanje lupin z elektroni pri njih ne sledi redu; elektron, ki ima najvišjo energijo, je na najvišji lupini, pa čeprav je na nižji še prosto mesto. Čeravno so lege elektronov okoli jedra naključne, bomo gruči elektronov okrog jedra rekli kar elektronski oblak oziroma omot; predstavljali si ga bomo kot koncentričen kolobar okoli jedra.


[1] Najdemo ga tudi pod imenom Bohrov model atoma.

[2] Definicij radija oziroma velikosti atoma je več.

[3] O zakonu električne sile med naboji bomo govorili v drugem poglavju.

[4] Načelo nedoločljivosti je vpeljal nemški fizik Werner Karl Heisenberg. Verjetnost lege delcev določajo lastne funkcije, ki so rešitve Schrödingerjeve valovne enačbe.

[5] Glavno kvantno število, tirno kvantno število, magnetno tirno kvantno število in spin.