Thành phần và kích thước nguyên tử

Trong thí nghiệm bắn hạt $\alpha$ qua lá vàng mỏng: - phần lớn hạt $\alpha$ đi thẳng; - một số ít bị lệch hướng; - rất ít hạt bật trở lại. Từ kết quả này, có thể kết luận: phần lớn thể tích nguyên tử là khoảng trống; điện tích dương và gần như toàn bộ khối lượng tập trung trong hạt nhân có kích thước rất nhỏ.

| Hạt | Kí hiệu | Điện tích tương đối | Khối lượng gần đúng | Vị trí | |---|---|---:|---:|---| | Proton | p | +1 | 1 amu | Hạt nhân | | Neutron | n | 0 | 1 amu | Hạt nhân | | Electron | e | −1 | 0,00055 amu | Vỏ nguyên tử | Trong nguyên tử trung hòa, số proton bằng số electron. Khối lượng electron rất nhỏ so với proton và neutron, vì vậy khối lượng nguyên tử tập trung hầu hết ở hạt nhân.

Nếu coi nguyên tử như một khối cầu, đường kính nguyên tử thường vào cỡ $10^{-10}$ m. Đường kính hạt nhân vào cỡ $10^{-14}$ m, nhỏ hơn đường kính nguyên tử khoảng $10^4$ lần. Các hình vẽ nguyên tử chỉ là mô hình giúp hình dung cấu tạo; kích thước hạt nhân và lớp vỏ trong hình không theo đúng tỉ lệ thực.

Gọi $Z$ là số proton, $N$ là số neutron và $A$ là số khối: $$Z=p,\qquad A=Z+N.$$ Với nguyên tử trung hòa: $$e=p=Z,\qquad N=A-Z.$$ Số khối là tổng số proton và neutron trong hạt nhân; không phải là khối lượng đo bằng kg.