物理上什么是原子
物理上什么是原子
原子(atom)指化學(xué)反應(yīng)不可再分的基本微粒,原子在化學(xué)反應(yīng)中不可分割。但在物理狀態(tài)中可以分割。原子由原子核和繞核運(yùn)動(dòng)的電子組成。原子構(gòu)成一般物質(zhì)的最小單位,稱(chēng)為元素。已知的元素有118種。[1] 因此具有核式結(jié)構(gòu)。
原子直徑的數(shù)量級(jí)大約是10^-10m。原子的質(zhì)量極小,一般為-27次冪,質(zhì)量主要集中在質(zhì)子和中子上。原子核外分布著電子,電子躍遷產(chǎn)生光譜,電子決定了一個(gè)元素的化學(xué)性質(zhì),并且對(duì)原子的磁性有著很大的影響。所有質(zhì)子數(shù)相同的原子組成元素,每種元素大多有一種不穩(wěn)定的同位素,可以進(jìn)行放射性衰變。
原子最早是哲學(xué)上具有本體論意義的抽象概念,隨著人類(lèi)認(rèn)識(shí)的進(jìn)步,原子逐漸從抽象的概念逐漸成為科學(xué)的理論。原子核以及電子屬于微觀(guān)粒子,構(gòu)成原子。
原子:可以視為全能量載體,對(duì)光子、熱、電子具有邏輯作用。
組成
原子核由質(zhì)子與中子組成(氫原子核只有一個(gè)質(zhì)子),量子態(tài)。
質(zhì)子(proton)
不同同位素中,將核子連在一起所需要的能量
不同同位素中,將核子連在一起所需要的能量
質(zhì)子由兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克組成,帶一個(gè)單位正電荷,質(zhì)量是電子質(zhì)量的1836.152701(37)倍,為1.6726231(10)×10–27kg,然而部分質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為原子結(jié)合能。擁有相同質(zhì)子數(shù)的原子是同一種元素,原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)[13] 。
中子(neutron)
中子是原子中質(zhì)量最大的亞原子粒子,自由中子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的1838.683662(40)倍,為1.6749286(10)×10^-27kg。 中子和質(zhì)子的尺寸相仿,均在2.5×10^-15m這一數(shù)量級(jí),但它們的表面并沒(méi)能精確定義。
中子由一個(gè)上夸克和兩個(gè)下夸克組成,兩種夸克的電荷相互抵銷(xiāo),所以中子不顯電性,但,認(rèn)為“中子不帶電”的觀(guān)點(diǎn)是錯(cuò)誤的。
而對(duì)于某種特定的元素,中子數(shù)是可以變化的,擁有不同中子數(shù)的同種元素被稱(chēng)為同位素。中子數(shù)決定了一個(gè)原子的穩(wěn)定程度,一些元素的同位素能夠自發(fā)進(jìn)行放射性衰變。