Atom

**Atom** je najmanja gradivna čestica obične materije koja zadržava osobine nekog hemijskog elementa. Svako čvrsto tijelo, tečnost, plin i plazma sastavljeni su iz neutralnih ili ioniziranih atoma. Atomi su veličinom ekstremno mali, obično se njihova veličina kreće oko 100&nbsp;pikometara (deset-milijarditi dio metra).

Atomi su dovoljno mali tako da pokušaji da se pretpostavi njihovo ponašanje korištenjem postulata klasične fizike, naprimjer prikazujući ih u obliku bilijarskih kugli i slično, daju izrazito netačna predviđanja i rezultate, a uzrok toga su kvantni efekti. Tokom razvoja teoretske atomske fizike, u modele atoma uključeni su kvantni principi za bolje objašnjavanje i predviđanje ponašanja atoma.

Svaki atom sastavljen je iz atomskog jezgra i jednog ili više elektrona vezanih za to jezgro. Atomsko jezgro sastavljeno je iz jednog ili više protona i često istog ili približno istog broja neutrona. Protoni i neutroni nazivaju se i *nukleoni*. Više od 99,94% mase atoma otpada na njegovo jezgro. Protoni imaju pozitivan električni naboj, elektroni negativan naboj, dok neutroni nemaju električnog naboja. Ako u atomu postoji jednak broj protona i elektrona, takav atom je električno neutralan. Ako atom ima više ili manje elektrona od protona, tada je on općenitno negativno ili pozitivno naelektrisan, te se naziva ion. Elektromagnetna sila privlači elektrone protonima u atomskoj jezgri. Unutar jezgre, protoni i neutroni se međusobno privlače nuklearnim silama, koja je obično mnogo snažnija od elektromagnetnih sila koji odbija pozitivno naelektrisane protone jedne od drugih. Pod određenim okolnostima, odbijajuća elektromagnetna sila postane jača od nuklearnih sila, te se nukleoni izbacuju iz jezgra, a atom tog elementa pretvara se u atom drugog elementa, što predstavlja nuklearni raspad, čiji je krajnji rezultat nuklearna transmutacija.

Broj protona u jezgru definira kojem hemijskom elementu taj atom pripada; naprimjer, svi atomi bakra imaju 29 protona. Broj neutrona u jezgru definira izotop tog elementa. Broj elektrona utječe na elektromagnetske osobine atoma. Atom se može spojiti sa jednim ili više drugih atoma putem hemijskih veza gradeći hemijske spojeve u vidu molekula. Sposobnost atoma da se međusobno spajaju i razdvajaju odgovorna je za većinu fizičkih promjena koje se mogu zapaziti u prirodi i predmet je izučavanja hemijskih nauka.

## Historija atomske teorije 
### U filozofiji 
Ideja da je sva materija sastavljena iz sitnih čestica je vrlo stara ideja, koja se pojavljuje u mnogim drevnim kulturama poput grčke i indijske. Riječ "atom" (*, atomos*), što znači "nedjeljiv", "koji se ne može rezati", prvi je spomenuo antički grčki filozof Leukip i njegov učenik Demokrit.

Od svih hemijskih elemenata, njih 80 ima barem jedan stabilni izotop. Mnogi hemijski elementi imaju nekoliko stabilnih izotopa, prosječno postoji 3,2 stabilna izotopa po svakom hemijskom elementu. Dvadeset šest elemenata ima samo jedan stabilni izotop, dok najveći broj stabilnih izotopa od svih elemenata ima kalaj sa deset stabilnih izotopa. Elementi 43, 61, i svi elementi sa atomskim brojevima 83 i većim nemaju niti jedan stabilan izotop. Kada bi se jabuka povećala do veličine planete Zemlje, tada bi atomi te jabuke bili približno veličine prvobitne jabuke.

### Radioaktivni raspad
[desno|thumb|Dijagram prikazuje [vrijeme poluraspada (T½) nekih izotopa sa Z protona i N neutrona.]]
Svaki element ima jedan ili više izotopa koji imaju nestabilno jezgro i koje se raspada nekim od radioaktivnih načina raspada, pri čemu jezgro emitira čestice ili elektromagnetsku radijaciju. Radioaktivnost se može javiti kada je radijus atomskog jezgra dosta veći u odnosu na radijus jake sile, koja može djelovati samo na udaljenostima reda veličine 1&nbsp;fm.

Neki od najčešćih načina radioaktivnog raspada su:
* Alfa raspad: ovaj proces dešava se kada jezgro emitira alfa-česticu, koja je zapravo jezgro atoma helija sa dva protona i dva neutrona. Rezultat ove emisije je novi element sa nižim atomskim brojem.
* Beta raspad (i elektronski zahvat): ove procese regulira slaba sila a njihov rezultat je transformacija jednog neutrona u proton ili obrnuto. Prijelaz iz neutrona u proton dešava se istovremeno sa emisijom elektrona i antineutrina, dok prijelaz iz protona u neutron (osim kod elektronskog zahvata) uzrokuje emisiju pozitrona i neutrina. Emisije elektrona ili pozitrona nazivaju se beta čestice. Pri beta raspadu dešava se ili povećanje ili smanjenje atomskog broja jezgra za jedan. Elektronski zahvat je mnogo češći od emisije pozitrona jer je za njega potrebno mnogo manje energije. Kod ove vrste raspada, jezgro apsorbira jedan elektron umjesto da se iz njega emitira pozitron. U tom procesu se i dalje emitira neutrino a proton prelazi u neutron.
* Gama raspad: u ovom procesu dolazi do promjene energetskih nivoa jezgra u niže stanje, što dovodi do emisije elektromagnetskog zračenja. Pobuđeno stanje jezgra rezultira gama zračenjem nakon čega dolazi do emisije alfa ili beta čestice. Prema tome, nakon gama raspada najčešće slijedi alfa ili beta raspad.

Postoje i neki rijetki tipovi radioaktivnog raspada koji, između ostalog, uključuju izbacivanje neutrona ili protona ili grupe nukleona iz jezgra, ili više od jedne beta čestice. Analogno gama zračenju koje omogućava pobuđenom jezgru da izgubi energiju na jedan od načina, postoji i proces *interne konverzije* kojim nastaju izuzetno brzi elektroni a koji ne spadaju u beta zrake, dok istovremeno nastaju visokoenergetski fotoni koji nisu gama zraci. Također, moguće je da nekoliko velikih atomskih jezgara eksplodira dajući dva ili više nabijenih fragmenata raznih masa te nekoliko neutrona u procesu koji se naziva spontana nuklearna fisija.

Svaki radioaktivni izotop ima karakteristično vrijeme raspada koje se naziva vrijeme poluraspada. Ono je definirano kao vremenski period potreban da se raspadne polovina uzorka tog izotopa. To je proces eksponencijalnog raspada kojim se stalno smanjuje preostali udio nekog izotopa za 50% za svaki period vremena poluraspada. Prema tome, nakon dva perioda vremena poluraspada preostaje samo 25% prvobitne količine izotopa i tako dalje.

### Magnetni moment
Elementarne čestice imaju vlastitu kvantno-mehaničku osobinu poznatu kao spin. On je analogan ugaonom momentu nekog predmeta koji se okreće oko svog centra mase, mada ako se uzme prema definiciji, ove čestice se smatraju tačkama i pa se ne može reći da rotiraju. Spin se mjeri u jedinicama reducirane Planckove konstante (ħ), pri čemu elektroni, protoni i neutroni imaju spin ½&nbsp;ħ, ili "spin-½". U atomu, elektroni koji se kreću oko jezgra, pored spina, imaju i orbitalni ugaoni moment, dok samo jezgro ima vlastiti ugaoni moment zbog svog nuklearnog spina.

Atom proizvodi magnetno polje, odnosno magnetni moment, koji se određuje prema tim raznim oblicima ugaonog momenta, slično kao svaki rotirajući naelektrisani objekat koji proizvodi magnetno polje. Ipak, najznačajniji doprinos nastanku ovog polja dolazi od spina elektrona. Zbog prirode elektrona da se ponašaju prema Paulijevom principu isključenja, prema kojem se dva elektrona ne mogu nalaziti u istom kvantnom stanju, vezani elektroni se uparuju međusobno, pri čemu jedan član svakog elektronskog para ima stanje spina *up* dok drugi član ima suprotno stanje spina, *down*. Prema tome, ova dva stanja spina se međusobno poništavaju, smanjujući ukupni magnetni dipol moment na nulu kod nekih atoma koji imaju paran broj elektrona.

Kod feromagnetnih elemenata poput željeza, kobalta i nikla, neparan broj elektrona dovodi do postojanja nesparenog elektrona i pojavu određenog ukupnog magnetnog momenta. Orbitale susjednih atoma se preklapaju te se dostiže stanje niže energije  kada se spinovi nesparenih elektrona spontano "poravnaju" jedan s drugim, što se naziva interakcija izmjene. Kada se poravnaju magnetni momenti feromagnetnih atoma, tada predmet ili materijal može proizvesti mjerljivo makroskopsko magnetno polje. Paramagnetni materijali imaju atome sa magnetnim momentima koji se poravnavaju u nasumičnim pravcima kada nije prisutno magnetno polje, ali se u prisustvu takvog polja poravnaju (usmjere u istom pravcu).

Jezgro atoma neće imati nikakav spin kada u sebi sadrži paran broj i neutrona i protona, međutim u slučajevima kada su neparni brojevi nukleona, onda i jezgro može imati spin. Obično su jezgra sa spinom poravnati u nasumičnim pravcima zbog termalne ravnoteže. Međutim, kod određenih elemenata (poput ksenona-129) moguće je da se polariziraju značajni udjeli stanja nuklearnog spina tako da su onda jezgra poravnata u istom pravu. Takvo stanje u fizici naziva se hiperpolarizacija. Ona ima vrlo važne oblasti primjene naprimjer pri snimanju magnetnom rezonancom.

### Energetski nivoi
[thumb|desno|Prikazani su energetski nivoi elektrona (nisu u skali) koji su dovoljni za stabilna stanja atoma do [kadmija (5s2 4d10) (uključujući). Treba zapaziti da je čak i vrh dijagrama znatno niži od energetskih stanja nevezanih elektrona.]]
Potencijalna energija elektrona u atomu je negativna, a zavisnost njegove pozicije doseže minimum (najvišu apsolutnu vrijednost) unutar jezgra, te potpuno nestaje kada udaljenost od jezgra dosegne beskonačnost, ugrubo računajući obrnutno proporcionalno udaljenosti. Prema kvantno-mehaničkom modelu, vezani elektron može zauzeti samo jedan set kvantnih stanja sa centrom u jezgru, a svako stanje odgovara određenom energetskom nivou. Teoretsko razmatranje tog modela obrađuje vremenski nezavisna Schrödingerova jednačina. Energetski nivo može biti izmjeren pomoću količine energije potrebne da se elektron izdvoji iz atoma, te se najčešće izražava elektronvoltima (eV). Najniže stanje energije vezanog elektrona naziva se osnovno stanje, odnosno stacionarno stanje, dok se tranzicija elektrona na neke više nivoe označava kao pobuđeno stanje. Energija elektrona povećava se pri povećanju *n* (osnovnog kvantnog broja) jer se povećava (prosječna) udaljenost od jezgra. Zavisnost energije od ℓ nije uzrokovana elektrostatičkim potencijalom jezgra već interakcijom između elektrona.

Elektron koji prelazi između dva različita stanja, naprimjer između osnovnog i prvog pobuđenog, on mora apsorbirati ili emitirati foton energije koja odgovara razlici između potencijalnih energija ta dva nivoa, u skladu sa Bohrovim modelom, što se vrlo precizno može izračunati Schrödingerovom jednačinom. Elektroni "skaču" između orbitala na način kako bi to činili da su čestice. Naprimjer, ako jedan foton udari u više elektrona, samo jedan elektron promijeni svoje stanje kao odgovor na udar fotona. Energija emitiranog fotona proporcionalna je njegovoj frekvenciji pa se određeni specifični energetski nivoi javljaju u vidu određenih talasnih dužina elektromagnetskog spektra. Svaki hemijski element ima karakterističan spektar koji zavisi od njegovog nuklearnog naboja, podljusaka napunjenih elektronima i elektromagnetnih međudjelovanja između elektrona te drugih faktora.

Kada kontinuirani elektromagnetni spektar energije prođe kroz plin ili plazmu, neke fotone apsorbiraju pojedini atomi uzrokujući da elektroni promijene svoje energetske nivoe. Tako pobuđeni elektroni koji ostanu vezani na svojim atomima spontano emitiraju primljenu energiju u vidu fotona u nasumičnom pravcu te se nakon toga vraćaju na niže energetske nivoe. Na taj način atomi se ponašaju kao filteri koji formiraju seriju tamnih apsorpcijskih vrpci u izlaznom snopu energije. Posmatrač koji posmatra atome tamo gdje nema kontinuiranog spektra u pozadini, umjesto apsorpcijskih vrpci vidi serije emisijskih linija od emitiranih fotona iz atoma. Spektroskopska mjerenja snage i širine atomskih spektralnih linija omogućava određivanje sadržaja i fizičkih osobina ispitivane supstance.

Detaljnijim istraživanjem spektralnih linija otkrivena je pojava izdvajanja finih spektralnih struktura. To se dešava zbog kuplovanja spina i orbitale, što predstavlja međudjelovanje između spina i kretanja najudaljenijih vanjskih elektrona. Kada se atom nalazi u vanjskom magnetnom polju, spektralne linije se rasčlanjuju u tri ili više komponenti. Takav fenomen nazvan je Zeemanov efekt. On se dešava zbog međudjelovanja magnetnog polja i magnetnog momenta atoma i njegovih elektrona. Neki atomi mogu imati više elektronskih konfiguracija sa istim nivoom energije, pa oni izgledaju kao jedinstvena spektralna linija. Interakcija magnetnog polja sa atomom neznatno pomijera ove elektronske konfiguracije do drugačijih energetskih nivoa, što dovodi do pojave višestrukih spektralnih linija. Prisustvo vanjskog električnog polja može također uzrokovati slična razdvajanja i pomijeranja spektralnih linija tako što se mijenjaju energetski nivoi elektrona, a taj fenomen naziva se Starkov efekt.

Ako se vezani elektron nalazi u pobuđenom stanju, foton koji djeluje na njega određenom energijom može prouzrokovati stimuliranu emisiju fotona istog energetskog nivoa. Da bi se to desilo, elektron prvo mora preći na niži energetski nivo koji ima razliku u energijama koja odgovara energiji fotona koji djeluje na elektron. Emitirani foton i foton koji je međudjelovao sa elektronom odlaze u paralelnim pravcima i u istim su faznim stanjima. Drugim riječima, talasni obrazac dva fotona je sinhroniziran. Ova fizička osobina iskorištena je u raznim vrstama lasera, koji emitiraju koherentni snop svjetlosne energije u uskom frekvencijskom opsegu.

### Valencija i vezivanje
[desno|thumb|Grafička ilustracija nastanka [Bose-Einsteinov kondenzat|Bose–Einsteinovog kondenzata.]]
Valencija je potencijalna snaga spajanja nekog elementa. Ona je jednaka broju atoma vodika s kojima se neki atom može spojiti ili istisnuti gradeći neki hemijski spoj. Krajnja vanjska elektronska ljuska nekog atoma u svom slobodnom, nespojenom stanju se naziva valentna ljuska, dok se elektroni u toj ljusci nazivaju valentni elektroni. Broj valentnih elektrona određuje i hemijsko vezivanje atoma s drugim atomima. Oni teže da reagiraju jedni sa drugim na način da popune (ili isprazne) svoje vanjske valentne ljuske. Naprimjer, prijelaz jednog elektrona između atoma korisna je aproksimacija za veze koje nastaju između atoma sa jednim elektronom viška od potpuno popunjene orbitale, dok drugom nedostaje jedan elektron za popunu orbitale, što je proces koji se dešava u spoju natrij-hlorid i drugim ionskim solima. Međutim, kod mnogih elemenata javljaju se dva ili više valentnih stanja odnosno tendencija da dijele različit broj elektrona u različitim spojevima. Prema tome, hemijsko vezivanje između tih elemenata javlja se u raznim oblicima dijeljenja elektrona što je sasvim drugačiji oblik vezanja od jednostavnog prijelaza elektrona. Takvi primjeri su kod ugljika i organskih spojeva.

U periodnom sistemu, hemijski elementi često se prikazuju tako da su grupisani prema ponavljajućim hemijskim osobinama, pa tako elementi sa istim valentnim brojem elektrona grade grupe elemenata koji su svrstani u istu kolonu tabele PSE. Horizontalne kolone odgovaraju redoslijedu popunjavanja kvantnih ljusaka elektronima. Elementi koji su svrstani u krajnju desnu kolonu tabele imaju svoju krajnju vanjsku ljusku u potpunosti popunjenu elektronima, što za posljedicu ima da su oni hemijski inertni elementi, poznati i kao plemeniti plinovi.

### Stanja
Količine atoma koje se mogu naći u različitim agregatnim stanjima materije zavise od fizičkih uslova kao što su temperatura i pritisak. Mijenjanjem ovih uslova, materijali mogu prelaziti između raznih agregatnih stanja: čvrstog, tečnog, plinovitog i plazme. U određenom agregatnom stanju, neka supstanca može također postojati u različitim alotropnim oblicima. Primjer alotropa je čvrsti ugljik, koji se u prirodi javlja kao grafit ili dijamant. Također postoje i plinoviti alotropi kao što je to slučaj kod molekulskog kisika i ozona. Na temperaturama bliskim apsolutnoj nuli, atomi mogu formirati i Bose-Einsteinov kondenzat, u kojem efekti kvantne mehanike mogu biti posmatrani i na makroskopskoj skali. Ova super ohlađena kolekcija atoma ponaša se kao jedan ogromni atom, na kojem se mogu vršiti fundamentalni eksperimenti o kvantno-mehaničkom ponašanju atoma.

## Identifikacija
[desno|thumb|Slika načinjena skenirajućim tunelskim mikroskopom prikazuje pojedinačne atome na površini [zlato|zlata. Površinski atomi odstupaju od općenite kristalne strukture te su poredani u kolone široke nekoliko atoma sa prazninama između njih.]]
Skenirajući tunelski mikroskop je uređaj pomoću kojeg je moguće posmatrati površinu uzroka na atomskom nivou. On iskorištava fenomen kvantnog tuneliranja, koji omogućava da čestice prođu kroz barijeru, kroz koju inače ne bi mogle proći. Elektroni ulaze u "tunel" kroz vakuum između dvije planarne metalne elektrode, a na svakoj od njih je adsorbiran atom, dajući gustoću tunelske struje dovoljnu da se može izmjeriti. Skeniranje jednog atoma dok se kreće pored drugih omogućava iscrtavanje vrha odmaka u odnosu uporednu separaciju uz neku konstantnu struju. Izračuni pokazuju u kojoj mjeri se na slikama načinjenim skenirajućim tunelskim mikroskopom mogu vidjeti pojedinačni atomi. S tim se uz vrlo mali postotak greške potvrđuje da mikroskopske slike prikazuju prostorno prosječne dimenzije elektronskih orbitala duž gusto zbijenih energetskih nivoa, tj. Fermijev nivo lokalnih gustoća stanja.

Atom se može ionizirati uklanjanjem jednog ili više elektrona iz njega. Električni naboj uzrokuje da se putanja atoma iskrivljuje kada on putuje kroz magnetno polje. Radijus u kojem se putanja iona koji se kreće iskrivljuje u magnetnom polju zavisi od mase atoma. Maseni spektrometar radi na ovom principu čime se mjeri odnos mase i naboja iona. Ako uzorak sadrži više izotopa, masenim spektrometrom se može odrediti proporcija svakog izotopa u uzorku, mjerenjem intenziteta različitih snopova iona. Tehnike isparavanja atoma uključuju, između ostalih, induktivno spregnutu plazmu atomsku emisionu spektroskopiju i induktivno spregnutu plazmu masenu spektroskopiju. Obje tehnike koriste plazmu da bi uzroke pretvorili u plin za analizu.

Metoda kojom se može preciznije odabrati određeno područje je spektroskopija gubitka energije elektrona, kojom se mjeri gubitak energije snopa elektrona unutar transmisijskog elektronskog mikroskopa kada oni  međudjeluju sa dijelom ispitivanog uzorka. Tomografija atomskom sondom ima rezoluciju manju od nanometra u trodimenzionalnom okruženju te se pomoću nje pojedini atomi mogu hemijski identificirati masenom spektrometrijom koristeći se TOF analizatorom.

Spektar pobuđenih stanja se može koristiti za analizu atomskog sastava udaljenih zvijezda. Određene talasne dužine svjetlosti sadržane u posmatranoj svjetlosti koja dolazi sa neke zvijezde mogu se razdvojiti i po njima odrediti kvanizirani prijelazi u slobodnim atomima plina. Te boje se mogu replicirati koristeći sijalicu sa metalnim parama koja sadrži ispitivani element. Na ovaj način otkriven je plin helij u spektru Sunčeve svjetlosti, 23 godine prije nego što je isti plin otkriven na Zemlji.

## Porijeklo i sadašnje stanje 
Barionska materija sačinjava oko 4% sveukupne gustoće energije u vidljivom svemiru, pri čemu prosječna gustoća iznosi oko 0,25&nbsp;čestica/m3 (uglavnom u obliku protona i elektrona). Unutar galaksija, kao što je naš Mliječni put, čestice se ponegdje nalaze u mnogo većim koncentracijama, gdje se gustoća materije u međuzvjezdanom prostoru kreće od 105 do 109 atoms/m3. Smatra se da se Sunce nalazi unutar Lokalne grupe zvijezda, tako da je gustoća materije u Sunčevom komšiluku približno 103 atoma/m3. Zvijezde se formiraju od gustih oblaka u međuzvjezdanom prostoru, a evolucijski procesi zvijezda rezultirali su konstantnim obogaćivanjem međuzvjezdanog prostora elementima težim od vodika i helija.

Oko 95% barionske materije Mliječnog puta koncentrirana je unutar zvijezda gdje vladaju uslovi koji ne pogoduju atomskoj materiji. Ukupna barionska masa zauzima oko 10% mase galaksije; dok ostatak otpada na pretpostavljenu tamnu materiju. Ekstremno visoke temperature koje vladaju unutar zvijezda mijenjaju atome tako da postaju u potpunosti ionizirani, to jest *svi* elektroni se odvajaju od jezgra. U kompaktnim zvijezdama, uz izuzetak njihovih površinskih slojeva, izuzetan pritisak čini nemogućim postojanje elektronskih orbitala.

### Nastanak
Smatra da su elektroni u Svemiru postojali još od prvih trenutaka nakon Velikog praska. Atomska jezgra formirala su se tokom nukleosintetskih reakcija. Tokom tri minute nukleosinteze nakon Velikog praska nastala je većina atoma helija, litija i deuterija u Svemiru, a možda i nešto atoma berilija i bora.

Sveprisutnost i stabilnost atoma počiva na njihovoj energiji vezivanja, što znači da atom ima nižu energiju nego sistem nepovezanih atomskih jezgara i elektrona. Na mjestima gdje je temperatura znatno viša od ionizacijskog potencijala, materija postoji u obliku plazme, plina sastavljenog iz pozitivno nabijenih iona (moguće i ogoljenih jezgara) i elektrona. Kada temperatura spadne ispod ionizacijskog potencijala, atomi postaju statistički povoljni. Atomi (cijeli sa vezanim elektronima) postali su dominantni u odnosu na nabijene čestice tek 380 hiljada godina nakon Velikog praska. Ta epoha nazvana je rekombinacija, kada se Svemir pri širenju ohladio u dovoljnoj mjeri da su se elektroni počeli vezivati za atomska jezgra.

Počev od Velikog praska, tokom kojeg nisu nastali atomi ugljika niti elementi teži od njega, jezgra atoma su se spajala unutar zvijezda procesom nuklearne fuzije čime su nastajale nove količine elementa helija, te (trostrukim alfa procesom) atomi elemenata počev od ugljika do željeza. Taj proces naziva se zvjezdana nukleosinteza. Izotopi kao što je litij-6, kao i određena količina berilija i bora, nastali su svemiru putem procesa spalacije kosmičkim zrakama. Ona se javlja kada visokoenergetski protoni udare u atomska jezgra izbijajući veći broj nukleona iz njega.

Elementi teži od željeza nastali su r-procesom tokom supernove kao i s-procesom u zvijezdama asimptotskog divovskog ogranka. Oba ova procesa uključuju zahvatanje neutrona unutar atomskog jezgra. Elementi kao što je olovo uglavnom nastaju radioaktivnim raspadom težih elemenata.

### Zemlja
Većina atoma, koji sačinjavaju planetu Zemlju i njene stanovnike, bila je prisutna u današnjem obliku u maglini koja se urušila iz molekularnog oblaka i iz koje je nastao današnji Sunčev sistem. Mali dio atoma na Zemlji rezultat je procesa radioaktivnog raspada te se relativni odnos tih atoma može koristiti za određivanje starosti Zemlje putem radiometrijskog datiranja. Većina helija u Zemljinoj kori (oko 99% helija iz plinovitih izvora, što pokazuje i mala rasprostranjenost izotopa helija-3) proizvod je alfa raspada. Postoji vrlo malo atoma u tragovima na Zemlji koji nisu bili prisutni u vrijeme njenog nastanka (tj. nisu *primordijalni* atomi), a nisu ni rezultat radioaktivnog raspada. Izotop ugljika-14 stalno nastaje u atmosferi djelovanjem kosmičkih zraka. Neki atomi na Zemlji napravljeni su vještački bilo kao rezultat rada naučnika ili kao nusproizvod u nuklearnim reaktorima ili pri nuklearnim eksplozijama. Od svih tranuranijskih elemenata, odnosno elemenata sa atomskim brojevima većim od 92, samo se plutonij i neptunij mogu pronaći na Zemlji u prirodnom stanju. Transuranijski elementi imaju radioaktivni "životni vijek" znatno kraći od starosti Zemlje pa su se njihove mjerljive količine već odavno raspale na lakše elemente. Jedan od rijetkih izuzetaka je izotop plutonija-244, čije tragove je moguće detektirati u sićušnim uzorcima kosmičke prašine. Prirodni depoziti plutonija i neptunija nastaju zahvatom neutrona u rudama uranija.

Prema određenim procjenama, na Zemlji se nalazi  atoma. Iako postoji vrlo mali broj atoma koji nisu vezani u molekulu, kao što su atomi plemenitih plinova: argon, neon i helij, 99% atoma u Zemljinoj atmosferi vezano je u obliku molekula poput ugljik-dioksida ili dvoatomskih molekula kisika i dušika. Na površini Zemlje, ogromna većina atoma spojena je u obliku raznih spojeva, uključujući vodu, soli, silikate i okside. Atomi su također spojeni u obliku materijala koji se ne sastoje iz molekula, kao što su kristali ili tečni i čvrsti metali. Takva atomska materija gradi umrežene sisteme koji ne posjeduju određenu vrstu konačnog, razdijeljenog rasporeda u vrlo malom obimu, što je karakteristika molekularne materije.

### Rijetki i teoretski oblici
#### Superteški elementi
Iako je poznato da su izotopi sa atomskim brojem višim od 82 (olovo) radioaktivni, neki naučnici špekulišu o postojanju "ostrva stabilnosti" za neke elemente sa atomskim brojevima iznad 103. Takvi superteški elementi bi mogli imati atomska jezgra koja su relativno stabilna u odnosu na radioaktivni raspad. Jedan od mogućih kandidata za stabilni superteški atom jeste unbiheksij, koji bi trebao imati 126&nbsp;protona i 184&nbsp;neutrona.

#### Egzotična materija
Svaka čestica materije ima odgovarajuću česticu antimaterije sa suprotnim električnim nabojem. Prema tome, pozitron je pozitivni naelektrisani antielektron dok je antiproton negativno nabijeni ekvivalent protonu. Prema pretpostavkama, kada se čestice obične materije i antimaterije dodirnu, one poništavaju jedna drugu. Iz tog razloga, zajedno sa neravnotežom između broja čestice materije i antimaterije, antimaterija je vrlo rijetka u svemiru. Konkretni razlozi za ovu neravnotežu još uvijek nisu u potpunosti shvaćeni, mada teorije bariogeneze nude određena objašnjenja. Kao rezultat te pojave, u prirodi još nisu otkriveni atomi antimaterije. Međutim, u laboratoriji CERN u Ženevi 1996. godine sintetiziran je antimaterijski ekvivalent atomu vodika (antivodik, antihidrogen).

Druge egzotične vrste atoma napravljene su zamjenom jednog od protona, neutrona ili elektrona sa drugim česticama iste vrste naelektrisanja. Naprimjer, elektron se može zamijeniti mnogo masivnijom česticom, mionom, pri čemu nastaje mionski atom. Takve vrste atoma se mogu koristiti za istraživanje osnovnih pretpostavki fizike.

## Napomena 
## Izvori
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 

## Reference 
Kategorija:Hemija
Kategorija:Atomi