2.2 อนุภาคในอะตอมและไอโซโทป

2.2.1 อนุภาคในอะตอม

ปี พ.ศ. 2451 (ค.ศ. 1908) โรเบิร์ต แอนดรูส์ มิลลิแกน ได้ทำการหาค่าประจุของอิเล็กตรอนโดยอาศัยการสังเกตหยดน้ำมันในสนามไฟฟ้า

การทดลองหยดน้ำมันมิลลิแกน

    ในปี พ.ศ. 2429 (ค.ศ. 1886) ออยเกน โกลด์ชไตน์ ได้ทำการดัดแปลงหลอดรังสีแคโทดโดยการสลับตำแหน่งของแคโทดและแอโนด ซึ่งเมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปพบว่า ฉากเกิดการเรืองแสง แสดงว่ามีรังสีออกมาจากรังสีแอโนด ซึ่งเขาเรียกรังสีชนิดนี้ว่า รังสีแคแนล หรือ รังสีแอโนด เขาทำการทดลองกับแก๊สหลายชนิดพบว่ารังสีแอโนดมีค่าไม่คงที่ จนกระทั่งทีมของรัทเทอร์ฟอร์ดและทอมสันได้ทำการศึกษาในแนวเดียวกันแต่บรรจุไฮโดรเจนในหลอดแทน ทำให้ได้ข้อสรุปว่าอนุภาคบวกมีค่าประจุเท่ากันกับอิเล็กตรอน และหาค่ามวลของประจุบวกได้มากกว่ามวลของอิเล็กตรอนประมาณ 1,840 เท่า เรียกอนุภาคนี้ว่าโปรตอน

    ในปี พ.ศ. 2451 (ค.ศ. 1932) เจมส์ แชดวิก ได้ทดลองยิงอนุภาคแอลฟาไปยังอะตอมของธาตุต่างๆ และทดสอบผลการทดลองด้วยเครื่องมือที่มีความเที่ยงสูงทำให้ทราบว่าในนิวเคลียสมีอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้าและเรียกอนุภาคนี้ว่า นิวตรอน ดังนั้น อิเล็กตรอน โปรตรอน นิวตรอน จึงเป็น อนุภาคในอะตอม 

2.2.2 เลขอะตอม เลขมวล และไอโซโทป

อะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนรวมกันเป็นนิวเคลียสของอะตอม และมีอิเล็กตรอนซึ่งมีจำนวนเท่ากับจำนวนโปรตรอนเคลื่อนที่อยู่รอบๆ และอะตอมของธาตุแต่ละชนิดมีจำนวนโปรตอนเฉพาะตัวไม่ซ้ำกับกับธาตุอื่น ตัวเลขที่แสดงจำนนโปรตอนเรียกว่า เลขอะตอม

 สัญลักษณ์ที่เขียนแสดงรายละเอียดเกี่ยวกับสัญลักษณ์ของธาตุ เลขอะตอม และเลขมวลของอะตอม เรียกว่า สัญลักษณ์นิวเคลียร์

อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันมีโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน แต่จำนวนนิวตรอนอาจไม่เท่ากัน เฟรเดอริก ซอดดี เรียกอะตอมของธาตุเดียวกันที่มีเลขมวลต่างกันว่า ไอโซโทป 

ตัวอย่างธาตุที่เป็นไอโซโทปกัน