ڕەنگە ئەوە بزانیت کە هەموو شتێک لە ئەتۆم پێکهاتووە. ئەو ئەتۆمەش گەردێکی زۆر زۆر زۆر زۆر وردە. هەموو ئەتۆمێک کاکڵیکی هەیە، کە بەلایەنی کەمەوە پێکهاتووە لە لە گەردێکی بارگکراوی ئەرێنی پێی دەگوترێت پڕۆتۆن، لەزۆر باریشدا، ژمارەیەک لە گەردە بێلایەنەکان پێیان دەگوترێت نیوتڕۆن. ئەو کاکڵە دەورەدراوە بە گەردە بارگکراوە نەرێنییەکان کە پێیان دەگوترێت ئەلیکتڕۆن. ناسنامەی ئەتۆمێک، تەنها بەهۆی ژمارەی پڕۆتۆنەکانی ناو ناوک دیاریدەکرێت. هایدرۆجین هەر هایدرۆجینە چونکە تەنها یەک پڕۆتۆنی هەیە، کاربۆن هەر کاربۆنە چونکە شەشی هەیە، زێڕ هەر زێرە چونکە 79 دانەی هەیە، ئەوانی تریش بەهەمان شێوە. ڕێگەم بدە هێڵێکی لێکەوتی کاتی بکێشم. ئێمە چۆن لەبارەی ڕۆنانی ئەتۆمەوە دەزانین؟ ئێمە ناتوانین پڕۆتۆن، نیوتڕۆن، یان ئەلیکتڕۆن ببینین. بۆیە، چەند تاقیکردنەوەیەک دەکەین هەروەها بۆ ئەو شتەی بیری لێدەکەینەوە پەرە بەنمونەیە دەدەین. دواتر تاقیکردنەوەی زیاتر دەکەین هەتا بزانین لەگەڵ نمونەکە دەگونجێت. ئەگەر گونجان ئەوا نایابە. ئەگەریش نەگونجان، کاتی نمونەیەکی نوێ دێت. نمونەی زۆری جیاوازمان بۆ ئەتۆم هەبووە لەکاتی دیمۆکریتس لەساڵی 400 پ.ز بەدڵنیایی زۆریشەوە نمونەی زیاتر دێن. باشە، هێڵی لێکەوت تەواو. کاکڵی ئەتۆمەکان سیفەتی یەکگرتووییان هەیە، بەڵام ئەلیکترۆنەکان لە جوڵەدا ئازادن، هەربۆیە کیمیاگەران ئەلیکترۆنیان خۆشدەوێت. گەر کرابا بیانکەینە ژنی خۆمان ئەوا ڕهنگە وامان کردبا. بەڵام ئەلیکتڕۆنەکان سەیرن. دەردەکەون هەتا یان وەک گەرد ڕەفتار بکەن، وەکو تۆپی یاری بەیسبۆڵ، یان وەکو شەپۆل، وەکو شەپۆلی ئاو ئەوەش دەکەوێتە سەر تاقیکردنەوەکەی دەیکەین. یەکێک لە سەیرترین شتەکانی ئەلیکترۆن ئەوەیە بەدیاریکراوی نازانین لەکوێن. لەبەرئەوە نیە کە کەلوپەلمان نەبێت، لەبەرئەوەیە ئەم نادڵنیاییە بەشێکە لە نمونەکەمان، لەبارەی ئەلیکترۆن کەواتە نایان دۆزینەوە، باش. بەڵام دەتوانین بڵێین شیانەتییەکی دڵنیا هەیە بۆ دۆزینەوەی ئەلیکتڕۆن لە بۆشایی دراودا لەدەوری ناوک. ئەوەش مانای وایە، دەتوانین پرسیاری دادێت بکەین: ئەگەر شێوەیەکمان لەدەوری ناوک کێشا کە %95 دڵنیابین لە دۆزینەوەی ئەلیکتڕۆنێکی دراو لەناو ئەو شێوەیەدا، ئایا دەبێت شێوەکە چۆن دەربکەوێت؟ لێرە چەند شێوەیەک هەن. کیمیاگەران پێیان دەڵێن ئۆربیتاڵەکان، و ڕوکاری هەریەکەیان بەندە لەسەر لەناودابوونی شتەکانی تر، چەند وزەی هەیە. ئۆربیتاڵ هەتا وزەی زۆرتر بێت، چڕییەکەی زیاتر دەبێت لە ناوکەوە. بەم بۆنەیەوە، ئێمە بۆچی %95 هەڵبژارد %100 ههڵنهبژارد؟ ئەوەش خویەکی نائاسایی ترە لە نمونەکەمان لەسەر ئەلیکتڕۆن. مەودایەکی دیاریکراو لە ناوکەوە تێپەڕە، شیاوێتی دۆزینەوەی ئەلیکتڕۆنێک دەست بە کەمبوونەوە دەکات بە خێراییەکی کەم تازۆر، واتە، کاتێک لە سفر نزیک دەبێتەوە، ئەوا لەڕاستیدا هەرگیز بەر سفر ناکەوێت. کەواتە، لە هەر ئەتۆمێکدا هەندێک شیاوێتی بچووک هەیە بەڵام شیاوێتی سفر نیە. کە بۆماوەیەکی زۆر زۆر کورت، یەکێک لە ئەلیکتڕۆنەکانی لە کۆتایی لاکەی تری گەردونە. بەڵام زۆرینەی ئەلیکتڕۆنەکان لە نزیکی ناوکەکەیان دەمێننەوە. وەکو هەوری چڕی نەرێنی بارگکراو کە لەگەڵ کات دەجوڵێت و دەگوازرێتەوە. چۆنیەتی کارلێکی ئەلیکترۆنەکان لەگەڵ یەکتر لە ئەتۆمی جیاوازدا بەنزیکەیی بڕیار لەسەر هەموو شتێک دەدات. دەکرێت ئەتۆم ئەلیکتڕۆنەکانی وازلێبێنێت هەتا بیاندات بە ئەتۆمێکی تر، یان دەتوانن ئەلیکتڕۆنەکان هاوبەشی پێبکەن. چالاکیەکانی ئەم تۆڕه كۆمهڵایهتییه ئەو شتانەن کیمیا سەرنج ڕاکێش دەکەن. لە بەردە کۆنه سادەکانەوە بۆ جوانی ئاڵۆزی ژیان، سروشتی هەرشتێک کە دەیبینین، دەیبیستین، بۆن، تام، دەست، و تەنانەت ئەوەی هەستی پێدەکەین لە ئاستی ئەتۆم بڕیاری لەسەر دەدرێت.
You probably know that all stuff is made up of atoms and that an atom is a really, really, really, really tiny particle. Every atom has a core, which is made up of at least one positively charged particle called a proton, and in most cases, some number of neutral particles called neutrons. That core is surrounded by negatively charged particles called electrons. The identity of an atom is determined only by the number of protons in its nucleus. Hydrogen is hydrogen because it has just one proton, carbon is carbon because it has six, gold is gold because it has 79, and so on. Indulge me in a momentary tangent. How do we know about atomic structure? We can't see protons, neutrons, or electrons. So, we do a bunch of experiments and develop a model for what we think is there. Then we do some more experiments and see if they agree with the model. If they do, great. If they don't, it might be time for a new model. We've had lots of very different models for atoms since Democritus in 400 BC, and there will almost certainly be many more to come. Okay, tangent over. The cores of atoms tend to stick together, but electrons are free to move, and this is why chemists love electrons. If we could marry them, we probably would. But electrons are weird. They appear to behave either as particles, like little baseballs, or as waves, like water waves, depending on the experiment that we perform. One of the weirdest things about electrons is that we can't exactly say where they are. It's not that we don't have the equipment, it's that this uncertainty is part of our model of the electron. So, we can't pinpoint them, fine. But we can say there's a certain probability of finding an electron in a given space around the nucleus. And that means that we can ask the following question: If we drew a shape around the nucleus such that we would be 95% sure of finding a given electron within that shape, what would it look like? Here are a few of these shapes. Chemists call them orbitals, and what each one looks like depends on, among other things, how much energy it has. The more energy an orbital has, the farther most of its density is from the nucleus. By they way, why did we pick 95% and not 100%? Well, that's another quirk of our model of the electron. Past a certain distance from the nucleus, the probability of finding an electron starts to decrease more or less exponentially, which means that while it will approach zero, it'll never actually hit zero. So, in every atom, there is some small, but non-zero, probability that for a very, very short period of time, one of its electrons is at the other end of the known universe. But mostly electrons stay close to their nucleus as clouds of negative charged density that shift and move with time. How electrons from one atom interact with electrons from another determines almost everything. Atoms can give up their electrons, surrendering them to other atoms, or they can share electrons. And the dynamics of this social network are what make chemistry interesting. From plain old rocks to the beautiful complexity of life, the nature of everything we see, hear, smell, taste, touch, and even feel is determined at the atomic level.