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Atome bestehen aus einem winzigen, massereichen Atomkern aus Protonen und Neutronen sowie einer fast masselosen, weitläufigen Atomhülle aus Elektronen. Die Anzahl der Protonen im Kern bestimmt dabei die Identität des jeweiligen chemischen Elements.
Jedes Atom ist aus drei grundlegenden Bausteinen aufgebaut, den sogenannten Elementarteilchen: Protonen, Neutronen und Elektronen. Man kann sich das Atom wie ein Fußballstadion vorstellen, in dem ein kleiner Kern in der Mitte fast die gesamte Masse hält, während die Elektronen wie Fliegen auf den Tribünen den Raum einnehmen.
Der Atomkern befindet sich im Zentrum und besteht aus Protonen und Neutronen. Diese beiden Teilchen werden zusammenfassend als Nukleonen (Kernbausteine) bezeichnet. Sie besitzen fast die identische Masse von etwa 1 u (atomare Masseneinheit), was im Vergleich zu den Elektronen sehr schwer ist.
Protonen sind einfach positiv geladene Teilchen (+1). Die Anzahl der Protonen im Kern wird als Ordnungszahl oder Kernladungszahl bezeichnet. Sie ist der 'Personalausweis' eines Atoms: Jedes Element ist eindeutig durch seine Protonenzahl definiert; so hat Wasserstoff immer genau ein Proton.
Neutronen tragen keine elektrische Ladung, sie sind also neutral. Ihre Hauptaufgabe im Kern ist es, wie ein 'Kleber' zu wirken, der die sich gegenseitig abstoßenden positiven Protonen zusammenhält. Atome desselben Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl nennt man Isotope.
Die Atomhülle umgibt den Kern und beherbergt die Elektronen. Elektronen sind einfach negativ geladen (-1). In einem elektrisch neutralen Atom muss die Anzahl der Elektronen exakt der Anzahl der Protonen entsprechen, damit sich die Ladungen gegenseitig aufheben.
Im Vergleich zu den Nukleonen ist die Masse der Elektronen verschwindend gering (etwa 1/1836 der Masse eines Protons). Daher wird bei der Berechnung der Massenzahl (Summe aus Protonen und Neutronen) die Masse der Elektronen meist vernachlässigt.
Die Massenzahl gibt die Gesamtzahl der Nukleonen im Kern an. Wenn man die Ordnungszahl von der Massenzahl abzieht, erhält man die Anzahl der Neutronen im Kern. Dies ist eine essenzielle Rechenoperation für den MedAT.
Zusammenfassend lässt sich sagen: Der Kern bestimmt die Masse und die Identität (über die Protonen), während die Hülle das Volumen des Atoms bestimmt und für die chemischen Reaktionen verantwortlich ist.
