| 词条 | 原子 |
| 释义 | § 概述 原子 近代原子概念是在1803年由英国J.道尔顿提出的，主要内容有3点： 1.一切化学元素都是由不能再分割、不能毁灭的微粒组成的，这种微粒称为原子。 2.同一种元素的原子的性质和 质量都相同 ， 不同元素的原子的性质和质 量都不同。 3.两种不同元素的化合作用是一种元素的一定数目的原子与另一种元素的一定数目的原子结合而形成化合物的各个分子。 自从放射性元素发现以后，原子是可以蜕变和分裂的，因此，道尔顿关于原子不可分割的说法应该加以修正，只能说在普通的化学反应中，原子不可分。同位素的发现也改变了同一种元素的原子的性质和重量都相同的说法，因为同一种元素的各种同位素的质量是不同的。1913年英国 H.G.J. 莫塞莱提出原子序数概念，指出同一种元素的各原子的质量可能不等，由此可见，一种元素所有的原子的基本特征仍是原子序数。 § 特点 原子，是化学元素最小组成单元，是组成分子和物质的基本单元，它具有该元素的化学性质。原子由带正电荷的原子核和在原子核的库仑场中运动的带负电的电子组成。核电荷数或原子序数Z，是组成原子核的质子数。原子是非常微小的粒子。假设原子是球体的话，典型原子的直径大约是10-8厘米， 质量大约是10-23克。原子的概念最初是由英国化学家约翰?道尔顿提出的。1803年他发表“原子说”，提出所有物质都是由原子构成。 § 构成 原子組成含:核子(質子,中子),電子,並隱含中微子 原子的中心是一个微小的由核子(质子和中子)组成的原子核，占据了整个原子的绝大部分质量。原子核中的质子和中子紧密地堆在一起，因此原子核的密度很大。质子和中子的质量大至相等，中子略高一些。质子带正电荷，中子不带电荷，是电中性的。所以整个原子核是带正电荷的。原子核即使和原子相比，还是非常细小的——比原子要小100,000倍。原子的大小主要是由最外电子层的大小所决定的。如有原子是一个足球场，那原子核就是场中央的一颗绿豆。所以原子几乎是空的，被电子占据著。 § 性质 放射性衰变是某些原子核（如铀、钍、镭-226、钾-40等） 固有的核特征 电子是带负电荷的。它们远比质子和中子轻，质量只有质子的约1/1836。它们高速地围著原子核运转。电子围绕原子核的轨道并不都一样。 在一颗电中性的原子中，质子和电子的数目是一样的。另一方面，中子的数目不一定等于质子的数目。带电荷的原子叫离子。电子数目比质子小的原子带正电荷，叫阳离子。相反的原子带负电荷，叫阴离子。金属元素最外层电子一般小于四个，在反应中易失去电子，趋向达到稳定的结构，成为阳离子，非金属元素最外层电子一般多于四个，在化学反应中易得到电子，趋向达到稳定的结构，成为阴离子。 原子序决定了该原子是那个族或那类元素。例如，碳原子是那些有6颗质子的原子。所有相同原子序的原子在很多物理性质都是一样的，所显示的化学反应都一样。质子和中子数目的总和叫质量数。 只有94种原子是天然存在的每种原子都有一个名称，每个名称都有一个缩写。俄国化学家门捷列夫根据不同原子的化学性质将它们排列在一张表中，这就是元素周期表。为纪念门捷列夫，第101号元素被命名为钔。首11种原子（或元素）依次为氢、氦、锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖 和 钠。它们的简写是H、He、Li、Be、B、C、N、O、F、Ne、Na。 § 发展史 德谟克列特 原子结构发展史 前400年，希腊哲学家德谟克列特提出原子的概念。 1803年，英国物理学家约翰?道尔顿提出原子说。 1833年，英国物理学家法拉第提出法拉第电解定律，表明原子带电，且电可能以不连续的粒子存在。 1874年，司通内建议电解过程被交换的 粒子叫做电子。 1879年，克鲁克斯从放电管(高电压低气压的真空管)中发现阴极射线。 1886年，哥德斯坦从放电管中发现阳极射线。 1897年，英国物理学家汤姆生证实阴极射线即阴极材料上释放出的高速电子流,并测量出电子的荷质比。e/m=1.7588×108 库仑/克。 1909年，美国物理学家密立根的油滴实验测出电子之带电量,并强化了“电子是粒子”的概念。 α粒子散射实验 1911年，英国物理学家卢瑟福的α粒子散射实验，发现原子有核，且原子核带正电、质量极大、体积很小。其条利用(粒子(即氦核)来撞击金箔，发现大部分(99.9％)粒子直穿金箔，其中少数成大角度偏折，甚至极少数被反向折回(十万分之一)。 1913年，英国物理学家莫塞莱分析了元素的X射线标识谱，建立原子序数的概念。 1913年，汤姆生之质谱仪测量质量数 , 并发现同位素。 1919年，拉塞褔发现质子。其利用α粒子撞击氮原子核与发现质子，接著又用α粒子撞击棚 (B) 、氟 (F) 、铝 、磷 (P) 核等也都能产生质子,故推论“质子”为元素之原子核共有成分。 1932年，英国物理学家乍得威克利用α粒子撞击铍原子核，发现了中子。 1935年，日本物理学家汤川秀树建立了介子理论。 § 历史及意义 物理学家——道尔顿 道尔顿提出原子论，标志着近代化学发展的开始。因为化学作为一门重要的自然科学，它所要说明的现象本质正是原子的化合与化分。道尔顿的学说已抓住了这一核心和本质，主张用原子的化合与化分来说明各种化学现象和化学定律间的内在联系。因此无论从广度和深度上说都是更加超过了燃烧的氧化学说。 要了解道尔顿的原子学说的提出，要溯源至古希腊时期的原子学说。古希腊的哲学家留基伯首先提出了关于原子的学说，后经他的学生德谟克利特的进一步 发展，形成了欧洲最早的朴素唯物主义的原子论，德谟克利特认为：宇宙万物是由世界上最微小的、坚硬的、不可入、不可分的物质粒子构成的，他将这种粒叫作“原子”。他认为，原子在性质上相同，但在形状大小上却是多种多样的。万物之所以不同，就是由于万物本身的原子在数目、形状和排列上各有不同，就是由于万物本身的原子在数目、形状和排列上各有所不同。并且认为，原子总在不断运动，运动是原子本身所因有的性质。无数的原子在空间中不断运动、互相碰撞而形成世界及其中的事物。月、日、星辰是由原子构成的，甚至人的灵魂也是由原子构成的。由此可见，德谟克利特的原子论论证了世界的物质性，对自然界的本质提出了大胆而有创造性的臆测，比较深刻地说明了物质结构，肯定了运动是物质的属性，因而具有重要的意义。 § 现状 红超巨星的剖面图显示出核合成和元素的形成 核合成 稳定的质子和电子在大爆炸后的一秒钟内出现。在接下来的三分钟之内，太初核合成产生了宇宙中大部分的氦、锂和氘，有可能也产生了一些铍和硼。在理论上，最初的原子（有束缚的电子）是在大爆炸后大约380,000 年产生的，这个时代称为重新结合，在这时宇宙已经冷却到足以使电子与原子核结合了.自从那时候开始，原子核就开始在恒星中通过核聚变的过程结合，产生直到铁的元素。 地球 大部分组成地球及其居民的原子，都是在太阳系刚形成的时候就已经存在了。还有一部分的原子是核衰变的结果，它们的相对比例可以用来通过放射性定年法决定地球的年龄。大部分地壳中的氦都是α衰变的产物. 地球上有很少的原子既不是在一开始就存在的，也不是放射性衰变的结果。碳-14是大气中的宇宙射线所产生的。有些地球上的原子是核反应堆或核爆炸的产物，要么是特意制造的，要么是副产物。在所有超铀元素──原子序数大于92的元素中，只有钚和镎在地球中自然出现 理论形式 虽然原子序数大于82（铅）的元素已经知道是放射性的，但是对于原子序数大于103的元素，提出了“稳定岛”的概念。在这些超重元素中，可能有一个原子核相对来说比其它原子核稳定。最有可能的稳定超重元素是Ubh，它有126 个质子和184 个中子。 每一个粒子都有一个对应的反物质粒子，电荷相反。因此，正电子就是带有正电荷的反电子，反质子就是与质子对等，但带有负电荷的粒子。不知道什么原因，在宇宙中反物质是非常稀少的，因此在自然界中没有发现任何反原子。然而，1996年，在日内瓦的欧洲核子研究中心，首次合成了反氢──氢的反物质。 把原子中的质子、中子或电子用相等电荷的其它粒子代替，可以形成奇异原子。例如，可以把电子用质量更大的渺子代替，形成渺子原子。这些类型的原子可以用来测试物理学的基本预言。 § 参考文献 [1] 《核科学概论》 [2] 陈启新等：《教材精析精练-物质结构与性质（选修三）》，延边教育出版社，第5～27及36页 [3] 竺际舜等，2006年：《无机化学学习指导》，科学出版社，第87～92页 [4] 陈荣三、黄孟建、钱可萍，1978年1月：《无机及分析化学》，人民教育出版社，第2～26页 |
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