Materie is die wetenskaplike woord wat gebruik word om te verwys na alle stowwe of materiale waaruit enige fisiese dinge bestaan (of waaruit dit geskape is).  Alles (alle dinge of goeters) bestaan uit boublokke waaruit dit saamgestel is.  ‘n Baksteen kan gesien word as ‘n basiese boublok waaruit ‘n huis bestaan.  Soortgelyk sou daar gesê kon word dat ‘n soldaat die basiese boublok van ‘n leër is, of dat ‘n skip die basiese boublok van ‘n vloot is.  En so sou ons kon aangaan…

Die vraag kan dus gevra word wat is die basiese boublok van materie?

Dié vraag, soos so baie dinge in die wêreld, is meer ingewikkeld as wat mens dalk sou dink.  Kom ons begin by ‘n eenvoudige geval – ‘n suiwer stof.  Sekere stowwe word gesien as elementêre stowwe – stowwe wat uit ‘n enkele tipe boublok bestaan.  Sulke elementêre stowwe word elemente genoem.  Voorbeelde van elemente is goud, silwer en koolstof.  Sulke suiwer stowwe (elemente) word opgebou deur deeltjies wat atome genoem word.  ‘n Staaf goud bestaan dus uit ‘n baie groot versameling van goudatome wat almal saam die goudstaaf opbou.

Daar is egter ook stowwe wat nie uit slegs ‘n enkele tipe boublok bestaan nie.  ‘n Stof soos plastiek byvoorbeeld word nie beskou as ‘n element nie, en is saamgestel uit ‘n ander soort basiese boublok wat ‘n molekuul genoem word.  ‘n Molekuul is ‘n boublok wat self uit ‘n aantal atome bestaan wat aan mekaar verbind is.  Plastiek bestaan dus uit plastiekmolekule waaruit dit opgebou is.  En die plastiekmolekule is op hulle beurt weer uit atome saamgestel.

Dit blyk dus dat beide suiwer stowwe soos goud, en stowwe wat uit molekule bestaan soos plastiek, almal uiteindelik uit atome bestaan  – party is maar net saamgebind in groepe atome wat molekule genoem word.

Só, op die oog af wil dit voorkom dat ‘n atoom die basiese boublok van materie is.

Kom ons kyk nou hoe lyk ‘n atoom.  Wanneer ons ‘n atoom van naderby bekyk, kom ons agter dat ook hy uit kleiner deeltjies bestaan.  Dit klink verwarrend, maar dink só daaraan, dat hoewel ‘n soldaar die basiese boublok van ‘n leër is, is die soldaat self tog ook saamgestel is uit kleiner dele, soos ‘n univorm, ‘n vuurwapen, ensovoorts.  Soortgelyk bestaan ‘n atoom ook uit kleiner deeltjies.

‘n Atoom bestaan uit twee gedeeltes – ‘n kern wat in die middel van die atoom is, en ‘n gebied rondom die kern waarin daar kleiner en ligter deeltjies rond beweeg in ‘n tipe wolk of swerm om die kern.  Op ‘n manier is dit soortgelyk aan die sonnestelsel.  Die son kan gesien word as die kern van die sonnestelsel, en dan is daar ‘n gebied rondom die son waarin daar kleiner en ligter deeltjies rondbeweek, soos planete, asteroïde, komete, ensovoorts.

In die kern van ‘n atoom is daar twee tipes deeltjies wat baie naby mekaar saamgekoek is.  Die een tipe word ‘n proton genoem en die ander tipe word ‘n neutron genoem.  ‘n

Rondom die kern, is daar klein deeltjies wat om die kern beweeg – amper soos wat planete rondom die son beweeg.  Hierdie klein deeltjies wat om die kern beweeg word elektrone genoem.

In die illustrasie hierbo kan ‘n voorstelling van ‘n helium-atoom gesien word.  In die middel is die kern wat uit vier deeltjies bestaan – twee van hulle is protone en twee van hulle is neutrone.  Die twee blou deeltjies wat wyd om die kern beweeg is die twee elektrone.

Elke atoom het gewoonlik ewe veel elektrone en protone – só ‘n atoom sê ons is neutraal.  In ‘n geval waar die hoeveelheid protone in die kern en die hoeveelheid elektrone wat om die kern beweeg nie gelyk is aan mekaar nie, noem ons die atoom ‘n ioon.

Die aantal protone wat ‘n atoom in sy kern het, bepaal watter stof dit is.  ‘n Stof met een proton en een elektron staan bekend as waterstof en word met die simbool “H” aangedui (‘n hoofletter “h”).  ‘n Atoom met twee protone in sy kern is ‘n helium-atoom en word met die simbool “He” aangedui.  Die atome vir die eerste twintig suiwer stowwe (of elemente) word hieronder gelys saam met hul onderskeie simbole.

Protone en elektrone het beide ‘n lading – ‘n proton het ‘n positiewe lading en ‘n elektron het ‘n negatiewe lading.  ‘n Neutron het geen lading nie en is ‘n neutrale deeltjie (daarom is sy naam “neutron” weens sy neutrale aard).

Twee (of meer) positiewe deeltjies stoot mekaar weg net soos twee (of meer) negatiewe deeltjies mekaar wegstoot – soortgelyk aan twee magnete wat mekaar wegstoot wanneer hulle met dieselfde pool naby mekaar gebring word.  En net soos magnete wat mekaar aantrek wanneer ‘n noordpool en suidpool bymekaar gebring word, sal ‘n positiewe en ‘n negatiewe deeltjie mekaar ook aantrek.  D.w.s. twee protone sal mekaar afstoot en twee elektrone sal mekaar afstoot maar ‘n proton en ‘n elektron sal mekaar aantrek.

‘n Mens kan dalk wonder waarom die protone wat in die kern van ‘n atoom is saamgekoek sal bly as hulle mekaar eintlik die heeltyd afstoot.  Die rede daarvoor is dat die neutrone wat ook in die kern is optree soos ‘n tipe gom wat dit regkry om die protone aanmekaar vas te plak.  Sonder genoeg neutrone sal die protone nie bymekaar kan bly nie, en sal die kern opbreek in kleiner groepies wat elk minder protone bevat as waaruit die oorspronklike kern bestaan het.

Die elektrone beweeg in bane om die kern heen, soortgelyk aan planete wat om die son beweeg.  In die geval van planete, noem ons die bane waarin hulle beweeg, wentelbane.  In die geval van elektrone, noem ons die bane waarin hulle om die kern heen beweeg, orbitale.

Al drie tipe deeltjies waaruit atome bestaan, naamlik protone, neutrone en elektrone staan bekend as sub-atomiese deeltjies.

Soos ons reeds hierbo gesê het, is baie stowwe nie suiwer stowwe (ook bekend as elemente) nie.  ‘n Stof soos water bestaan byvoorbeeld uit watermolekule.  Een watermolekuul bestaan uit twee waterstofatome en een suurstofatoom wat aan mekaar verbind is.  Die simbool wat vir water gebruik word is H₂O (onthou dat H die simbool is vir waterstof en O die simbool is vir suurstof).  Báie stowwe is nie elemente nie, en bestaan eerder uit molekule.  Nog só ‘n voorbeeld is tafelsout, wat nie ‘n element is nie en dus ook uit molekule bestaan.  Elke soutmolekuul bestaan uit een chlooratoom en een natriumatoom, en daarom is die simbool vir tafelsout NaCl.

Elke molekuul bestaan dus uit twee of meer atome wat aan mekaar gebind is.  So ‘n verbinding vind plaas deurdat die orbitale van hulle elektrone met mekaar oorvleuel, en dat sekere van die elektrone dan gedeel word deur die onderskeie atome.

In metale kom ‘n spesifieke verskynsel voor naamlik dat die elektrone in die stof kan rondbeweeg tussen die atome.  Wanneer die elektrone in groot hoeveelhede saam in dieselfde rigting beweeg, verwys ons daarna as ‘n stroom van elektrone.  Só ‘n stoom is dan ‘n elektriese stroom.  Eintlik is dít presies wat elektrisiteit is.  Dit is die gesamentlike beweging van deeltjies wat ‘n lading bevat – gewoonlik is die deeltjies elektrone want hulle is kleiner, ligter en meer mobiel as protone.  Die woord “elektrisiteit” is in der waarheid afgelei van die woord “elektron”, omdat dit juis die elektrone is wat ‘n elektriese stroom veroorsaak.