原子

原子（atom）是物質(zhì)分解時(shí)不釋放帶電粒子的最小單位。在希臘語(yǔ)中，原子的意思是“不可再分”不會(huì)在化學(xué)變化中改變，原子是一切生命和物質(zhì)的基本單位。但是，原子不是最小的物質(zhì)，它是由原子核和核外電子組成的?；瘜W(xué)變化離不開原子，但原子不是物質(zhì)最基本的單位。因?yàn)樵邮怯稍雍撕秃送怆娮咏M成的，而原子核是由帶一個(gè)單位正電荷的質(zhì)子和不帶電的中子組成的，它們通過(guò)強(qiáng)相互作用結(jié)合在一起形成原子核。質(zhì)子和中子可以繼續(xù)分解它們是由較小的夸克組成的。不同原子的半徑一般不一樣，但有相同的數(shù)量級(jí)，也就是10-10m。在現(xiàn)有的理論和科學(xué)水平下，夸克和電子是不可分的，它們都是最基本的粒子。在玻爾原子模型中，相對(duì)于原子核的強(qiáng)相互作用，電子在原子核外高速運(yùn)動(dòng)，速度可達(dá)106mm/s。原子不是致密的固體結(jié)構(gòu)原子核與原子核外的電子之間有很大的間隙，電子以電子云的形式存在于原子核周圍。

原子原本是哲學(xué)中具有本體論意義的抽象概念盡管今日 它引發(fā)了人類對(duì)世界的基礎(chǔ)和起源的探索的物質(zhì)構(gòu)成。古希臘人探索了世界的本質(zhì)的物質(zhì)構(gòu)成基于哲學(xué)的框架。人們用哲學(xué)的思辨和天真的猜想來(lái)探索物質(zhì)的基本構(gòu)成，而思辨是一層沒(méi)有科學(xué)驗(yàn)證的思辨。因此，人們對(duì)世界的構(gòu)成有不同的理解s材料。

古希臘的元素論為原子論奠定了良好的基礎(chǔ)Anacker Simeni認(rèn)為萬(wàn)物之源是氣，元素是氣；另一方面，赫拉克利特認(rèn)為世界上所有事物中最基本的元素是火；古希臘哲學(xué)家柏拉圖提出“四元素”說(shuō)，認(rèn)為火、水、氣、土四大元素是構(gòu)成世界的基本元素；恩培多克勒還提出了多元原始人理論。許多理論的流行促進(jìn)了人們對(duì)物質(zhì)真正起源的探索，古希臘元素論為呂貝克和德謨克利特奠定了重要的思想基礎(chǔ)美國(guó)原子論。

古希臘自然哲學(xué)家阿那克薩哥拉 s“種子論”是對(duì)物質(zhì)基本構(gòu)成的新探索在此基礎(chǔ)上，德謨克利特從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的層面推測(cè)不可分的物質(zhì)，進(jìn)而提出原子論。德謨克里特斯認(rèn)為原子有自己的大小、形狀和位置，不同的物質(zhì)由不同的原子組成；原子是不可分的，是物質(zhì)的起源；原子的數(shù)量是無(wú)限的，性質(zhì)相同，外在形狀不同、組合時(shí)不同排列順序和位置的差異、相互碰撞后形成的各種漩渦，形成了生物多樣性；運(yùn)動(dòng)是原子的本質(zhì)特征；原子體積很小，肉眼無(wú)法觀察到。

羅伯特在1661年·波義耳（R.Boyle）《懷疑的化學(xué)家》出版，這部作品的出版，被稱為“近代化學(xué)的開端”在書中，R.波義耳對(duì)17世紀(jì)60年代以前的歐洲化學(xué)思想提出了質(zhì)疑，包括'元素'概念、化學(xué)物質(zhì)的組成。

18世紀(jì)中期，俄羅斯科學(xué)家羅蒙諾索夫（MikhilVasilievichLomonosov）以粒子哲學(xué)為基礎(chǔ)，闡述了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的概念他認(rèn)為一個(gè)物體是由粒子組成的，物體的性質(zhì)取決于組成物體的粒子的性質(zhì)，熱是物體的粒子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果而產(chǎn)生的。

1803年，英國(guó)科學(xué)家道爾頓（John Dalton）第一次把原子理論從推測(cè)變成科學(xué)概念。道爾頓學(xué)院的建立s原子論是現(xiàn)代原子論的重要里程碑，他提出了著名的原子論：物質(zhì)是由具有一定質(zhì)量的原子組成的，元素是一類原子的總稱，化合物是由組成化合物的元素的原子組成的，進(jìn)一步說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是原子的重組，通過(guò)原子量的計(jì)算可以推斷出物質(zhì)的組成。法國(guó)化學(xué)家在氣體實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)“氣體化合定律”補(bǔ)充道爾頓和的原子論，它是阿伏伽德羅“分子-原子”學(xué)說(shuō)奠定了基礎(chǔ)。

1811年，意大利科學(xué)家阿沃伽德羅（Amir de Ovo Galdo）人們認(rèn)為構(gòu)成氣體的粒子不是原子，而是分子。單質(zhì)屬于分子，分子是由同種原子組成的，化合物的分子是由幾種不同種類的原子組成的。在這個(gè)基本框架上，經(jīng)過(guò)科學(xué)家們的不斷探索，新的原子分子理論得到了逐步完善：物質(zhì)是由分子組成的，分子是保留原始物質(zhì)屬性的最小粒子。分子是由原子組成的，而原子是最小的粒子不能用化學(xué)方法來(lái)劃分它們已經(jīng)失去了原始材料的特性。

1827年，英國(guó)科學(xué)家布朗（Robert Brown）分子的存在和分子運(yùn)動(dòng)的存在是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)的。

直到19世紀(jì)末，“原子不可分割”這個(gè)理論被推翻了。1895年11月8日，德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，因此獲得了1901年第一個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；

1896年5月18日，法國(guó)物理學(xué)家貝克雷爾發(fā)現(xiàn)了天然物質(zhì)鈾的放射性后來(lái)，居里夫婦發(fā)現(xiàn)了已知元素釷的放射性，并發(fā)現(xiàn)了新的放射性元素釙和鐳；

1897年4月30日，英國(guó)物理學(xué)家湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子。

X射線、原子放射性和電子的發(fā)現(xiàn)被稱為19世紀(jì)末物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)。特別是電子的發(fā)現(xiàn)，突破了道爾頓原子模型的框架。既然電子來(lái)自原子，就可以證明原子是可分的。

1904年，湯姆森提出了一個(gè)原子模型．認(rèn)為原子的主體部分是一個(gè)正電荷均勻分布的原子，許多電子嵌在帶正電荷的原子中，電子和正電荷相互抵消，因而原子是中性的。靜電作用穩(wěn)定了原子中的正負(fù)電荷，電子就像嵌在原子里的葡萄干s面包這個(gè)模型叫做葡萄干面包模型。

歐內(nèi)斯特在1911年·盧瑟福提出了有核的原子構(gòu)型。他做了著名的阿爾法粒子散射實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，超薄金箔受到高速飛行的阿爾法粒子的轟擊結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大部分α粒子沒(méi)有改變前進(jìn)方向，但有少部分α粒子改變了原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向，偏離了一定的角度。也就是說(shuō)，發(fā)生散射現(xiàn)象；只有少數(shù)阿爾法粒子偏轉(zhuǎn)特別厲害，甚至完全反彈回來(lái)。這些新發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象被湯姆遜所利用“棗糕”這個(gè)模型無(wú)法解釋。盧瑟福公司s原子模型認(rèn)為，原子中的大部分空間被帶負(fù)電的電子占據(jù)，但在中心極小的區(qū)域有一個(gè)原子核，它包含了所有的正電荷和幾乎整個(gè)原子的質(zhì)量，組成原子核的粒子稱為質(zhì)子。然而這個(gè)模型解釋了物質(zhì)的帶電性質(zhì)，卻無(wú)法解釋所有原子的質(zhì)量，直到1932年的查德威克(James Chadwick)發(fā)現(xiàn)原子核中還有另一種不帶電的粒子(中子)之后這個(gè)問(wèn)題就解決了，即原子的質(zhì)量主要由帶正電荷的質(zhì)子和不帶電荷的中子決定。

1913年，玻爾在普朗克的基礎(chǔ)上提出了原子的量子軌道模型假說(shuō)s量子理論。在波爾模型，電子不 不要隨意占據(jù)原子核周圍，而是在固定的層面上移動(dòng)當(dāng)電子從一個(gè)能級(jí)跳到另一個(gè)能級(jí)時(shí)，原子吸收或釋放能量玻爾在行星模型的基礎(chǔ)上提出了核外電子分層排列的原子結(jié)構(gòu)模型。

1923年，法國(guó)物理學(xué)家德波羅提出了電子等微觀粒子也具有波動(dòng)性和粒子性的假設(shè)；

1926年，奧地利物理學(xué)家薛定諤建立了電子波動(dòng)方程；德國(guó)物理學(xué)家海森堡提出“測(cè)不準(zhǔn)原理”電子更容易出現(xiàn)在原子核外的某些地方，而較少出現(xiàn)在某些地方“電子云”名字描述的很形象。電子運(yùn)動(dòng)的軌道不是傳統(tǒng)意義上的軌道。而是通過(guò)求解薛定諤波動(dòng)方程的一個(gè)統(tǒng)計(jì)值，這個(gè)統(tǒng)計(jì)值指的是電子出現(xiàn)概率最大的區(qū)域。

原子核：原子核（nucleus）由質(zhì)子和中子組成。原子的質(zhì)量主要集中在原子核內(nèi)，占99.96%以上原子的質(zhì)量。原子核非常小，直徑為10－14至10－15m之間，體積只占原子體積的千億分之一。細(xì)胞核的密度極高，約1014g/Cm3，組成原子核的質(zhì)子和中子之間有介子，通過(guò)傳遞原子核內(nèi)巨大的引力稱為強(qiáng)度，強(qiáng)度比電磁力強(qiáng)137倍，所以能克服質(zhì)子間正電荷的電磁排斥，結(jié)合成原子核。核能是非常巨大的當(dāng)核裂變或核聚變發(fā)生時(shí)，會(huì)釋放出巨大的核能，即原子能。

質(zhì)子（proton）：帶有1.6×10-19庫(kù)侖(C)正電荷，質(zhì)子直徑約為1.6~1.7×1015米，質(zhì)量約為1.6726×10-27Kg。質(zhì)子包含兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克，以及所謂的虛夸克和反夸克，它們是由膠子形成的(彈簧狀)膠子是強(qiáng)場(chǎng)粒子；奇異夸克和它們的反夸克。所有粒子都有自己的角動(dòng)量或自旋，粒子的旋轉(zhuǎn)形成軌道角動(dòng)量，最終產(chǎn)生質(zhì)子自旋1／2。

中子（neutron）：作為原子核的基本粒子之一，它是不帶電的，所以被稱為中子。它是由劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的英國(guó)物理學(xué)家詹姆斯寫的·查德威克在1932年發(fā)現(xiàn)了它。中子對(duì)輕核非常敏感，可以精確測(cè)量氫原子在分子結(jié)構(gòu)中的位置并定位“摻雜”重原子中的其他輕原子。中子的這一特性使它能夠“拍攝”到材料的微觀結(jié)構(gòu)，跟蹤移動(dòng)核分子的行為。

電子：1897年，湯慕孫用真空度極高的管子證明陰極射線在電場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這是判斷陰極射線實(shí)際上是帶電粒子的決定性證據(jù)。從那以后，陰極射線被認(rèn)為是一種（即電子）的質(zhì)量只是氫原子質(zhì)量的一小部分(現(xiàn)在已知值為1／1837)電子帶負(fù)電荷，電荷為1.602×10-19C是電的最小單位，質(zhì)量為9.10956×10-31kg（氫原子質(zhì)量的1/1830），常用符號(hào)e。

電子云：因?yàn)殡娮映霈F(xiàn)在核外不同區(qū)域的概率不同，所以通常用小黑點(diǎn)來(lái)表示電子出現(xiàn)在核外某處的概率。小黑點(diǎn)密集，說(shuō)明電子云密度高，也就是電子出現(xiàn)在那里的概率高；小黑點(diǎn)稀疏，說(shuō)明電子云密度小，也就是電子出現(xiàn)在那里的概率??；電子出現(xiàn)機(jī)會(huì)最大的區(qū)域，就是電子云密度最高的地方。連接電子出現(xiàn)概率相等的地方的線叫等密度線，也叫電子云界面，這個(gè)界面包含的空間范圍叫原子軌道。

原子

核輻射：通常稱為放射性，它存在于所有物質(zhì)中。核輻射是原子核在從一種結(jié)構(gòu)或一種能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu)或能量狀態(tài)的過(guò)程中釋放出的一股微觀粒子流這種核轉(zhuǎn)變也被稱為放射性核衰變。有三種類型的核衰變。

α衰變：放射性核自發(fā)發(fā)出α射線，成為另一種電荷數(shù)減少2核子數(shù)減少4的新核現(xiàn)象。

β衰變：放射性原子核會(huì)自發(fā)發(fā)出β射線（高速電子）或者俘獲軌道電子，成為另一個(gè)新的原子核。β衰變，原子核自發(fā)放出一個(gè)電子，原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)電子和一個(gè)反電中微子的核轉(zhuǎn)變過(guò)程；β衰變，原子核自發(fā)放出一個(gè)正電子，原子核中的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個(gè)中子，同時(shí)放出一個(gè)正電子和一個(gè)電中微子的核轉(zhuǎn)變過(guò)程。

γ衰變：被激發(fā)的原子核可以在不改變其成分的情況下釋放伽馬射線（光子）以釋放能量的形式，能量跳到較低能級(jí)的現(xiàn)象。

原子磁矩：在原子中，電子具有軌道磁矩，因?yàn)樗鼈儑@原子核運(yùn)動(dòng)；由于自旋，電子具有自旋磁矩；原子核、質(zhì)子、中子等基本粒子也有自己的自旋磁矩，原子磁矩是原子內(nèi)部各種磁矩總和的有效部分物質(zhì)之所以有磁性，本質(zhì)原因是因?yàn)樵哟啪亍?/p>

原子能級(jí)：原子由原子核和在原子核外圍繞原子核運(yùn)行的電子組成由于能量不同，電子按照各自不同的軌道繞原子核運(yùn)行，即不同能量的電子處于不同的對(duì)應(yīng)能級(jí)。原子處于最低能級(jí)，電子在最靠近原子核的軌道上運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)態(tài)稱為基態(tài)；原子吸收能量后，從基態(tài)躍遷到更高的能級(jí)，電子在遠(yuǎn)處軌道上運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。

原子半徑：指基態(tài)電子構(gòu)型中，最外層電子到原子核的距離。原子半徑與原子所處的環(huán)境有關(guān)。原子半徑取決于其與環(huán)境中原子的相互作用，因此原子半徑通常由原子間相互作用的性質(zhì)來(lái)定義。

共價(jià)半徑：同一元素的原子通過(guò)共價(jià)鍵合成分子或晶體時(shí)，鍵合原子間距離的一半稱為共價(jià)半徑，影響共價(jià)半徑的因素如下：共價(jià)鍵的鍵級(jí)、共價(jià)鍵的極性、原子軌道雜化等。

金屬半徑：金屬晶體中兩個(gè)相鄰原子之間距離的一半是金屬半徑。

范德華半徑：在分子晶體中，兩個(gè)相鄰原子之間距離的一半是范德華半徑。

相對(duì)原子質(zhì)量：碳原子質(zhì)量為1/12作為標(biāo)準(zhǔn)（約1.67×10-27kg）與它相比，其他原子得到的比值就是這個(gè)原子的相對(duì)原子質(zhì)量，簡(jiǎn)稱原子量符號(hào)是Ar，單位是1。

電離能：處于基態(tài)的氣態(tài)原子失去電子并克服核電荷對(duì)電子的吸引力所需的能量為第一電離能，在此基礎(chǔ)上去掉一個(gè)電子所需的能量稱為第二電離能。第一電離能隨原子序數(shù)的增加而有規(guī)律地變化。

價(jià)電子：一般是指原子核外的最外層電子，但過(guò)渡元素的價(jià)電子不僅是最外層電子，還有一些元素的第二外層電子和倒數(shù)第二外層電子。

電負(fù)性：電負(fù)性表示原子形成正離子和負(fù)離子的趨勢(shì)，或者表示化合物中原子對(duì)成鍵電子的相對(duì)吸引力。隨著原子序數(shù)的增加，原子的電負(fù)性發(fā)生有規(guī)律的變化。

電子親和能：是指處于基態(tài)的氣態(tài)原子獲得一個(gè)電子，變成負(fù)一價(jià)氣態(tài)離子時(shí)所釋放的能量，稱為原子的第一電子親和能，同理，它也有第二電子親和能。第一電子親和力通常為正，而第二電子親和力通常為負(fù)。電子親和能越大，氣態(tài)原子獲得電子的傾向越大，非金屬越強(qiáng)。

原子序數(shù)和原子序數(shù)：元素的非單原子狀態(tài)（分子或化合物）當(dāng)數(shù)，寫在元素符號(hào)右下方的化學(xué)式中（右下標(biāo)）如：CO2，數(shù)字2的含義是：一個(gè)CO2分子包含兩個(gè)O原子。原子序數(shù)是指元素周期表中的原子數(shù)，等于原子核中的質(zhì)子數(shù)。需要注意的是，兩者是完全不同的概念。