Alt i universet er opbygget af atomer, alt fra menneskekroppen, mobiltelefoner, cykeldæk, træstammer, bjerge, søer, regnfrakker, glas osv. som alle består af forskellige atomer der er så små at vi ikke kan se dem.

Et atom som aluminium er så lille at hvis man kunne lægge 10.000.000.000 (10 milliarder) aluminium-atomer ved siden af hinanden, så ville de kun fylde 1 cm. Derfor er der ingen der i dag ved helt præcist, hvordan atomer ser ud. De tegninger af atomer vi kan se i forskellige bøger og på internettet, er derfor modeller som fysikerne bruger til at beskrive hvordan altings mindste byggestene fungere.

Navnet atom kommer fra det gamle Grækenland. På græsk betyder atomos ’udelelig’, og de mindste byggestene må jo være udelelige; ellers var de jo ikke de mindste. Dengang for ca. 2.500 år siden havde man slet ikke de maskiner vi kender i dag, så de kunne ikke undersøge om atomerne virkelig fandtes. Det kan vi i dag. Vi har i naturen indtil videre kunnet finde 92 forskellige atomer, hvor nogle af dem består vi mennesker af og dertil kommer ca. 25 kunstigt fremstillede atomer.

Atomerne er sammensat af tre små partikler: protoner, neutroner og elektroner. Protonerne og neutronerne er pakket tæt sammen i atomets midte som vi kalder kernen, og rundt omkring kernen er der elektroner der cirkulerer om kernen med en kolossal hastighed.

Det mindste atom er brint. Næsten alle brint-atomer har en proton i kernen og en elektron rundt om kernen, altså ingen neutroner. Der findes dog også brint-atomer der har en proton, en neutron og en elektron. Derudover er der så de kunstigt fremstillede brint-atomer, der har en proton, to neutroner og en elektron. Vi siger at brint findes i tre varianter, som vi kalder isotoper.

Atomer kan binde sig til hinanden i små klumper. Hvis det er de samme atomer der binder sig sammen, så får vi et grundstof. Fx kan to ilt-atomer binde sig sammen, og så taler vi om grundstoffet ilt. I andre tilfælde binder forskellige atomer sig

sammen, og da taler vi om blandede stoffer. Fx kan to brint-atomer og et ilt-atom binde sig sammen, og det giver stoffet vand – eller et vandmolekyle. Mulighederne er mange, og i dag kender vi over 30 millioner forskellige stoffer.

Det stof vi ofte bruger i køkkenet når vi laver mad, hedder salt. Det består af to atomer: natrium og klor. Natrium er et metal, og klor er en giftig gasart. Men når deres atomer binder sig sammen, forvandler egenskaberne sig til et ufarligt og livsnødvendigt stof, salt. Sådan kan naturen være så forunderlig, i den måde atomerne binder sig på i salt, kaldes for ionbinding. I en ionbinding sidder atomerne sammen som i et gitter, altså i lige rækker ved siden af hinanden. Derfor har et enkelt saltkorn – et saltkrystal – glatte, lige sider. Prøv selv at se nærmere på et stort saltkorn.

Lad os vende tilbage til stoffet vand, som nævnt består af to brint-atomer og et ilt-atom. Når de sætter sig sammen, siger vi, at vi har et vandmolekyle. I stuetemperatur er vandet flydende. Vandmolekylerne bevæger sig hele tiden i tilfældige baner, og samtidig tiltrækker de hinanden, sådan at de ikke bevæger sig helt væk fra hinanden. Der er dog en vis afstand mellem molekylerne, og derfor kan vi stikke genstande ned i vandet uden at vandet ’ødelægges’.

Hvis nu fylder en gryde med vand og varmen gryden op på et komfur, øger vi vandmolekylernes hastighed. Det er den varmeenergi der kommer fra komfurets kogeplader, der øger molekylernes hastighed. På et tidspunkt får vandmolekylerne så stor hastighed, at tiltrækningen ikke længere kan holde sammen på molekylerne. Vi siger da, at vandet fordamper. Damp er altså vandmolekyler, der bevæger sig meget hurtigt. Det at de bevæger sig meget hurtigt er samtidig forklaringen på, at vi brænder fingrene hvis vi holder hånden over kogende vand.

Hvis vi i stedet sætter gryden med vand i fryseren, så bremses vandmolekylernes hastighed. På et tidspunkt er molekylernes hastighed så lav, at de sætter sig fast i et gitter. Vi siger, at vandet fryser til is. Vand, damp og is er tre tilstandsformer for vand.