原子

原子（atom）是物質(zhì)分解時不釋放帶電粒子的最小單位。在希臘語中，原子的意思是“不可再分”不會在化學(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。化學(xué)變化離不開原子，但原子不是物質(zhì)最基本的單位。因為原子是由原子核和核外電子組成的，而原子核是由帶一個單位正電荷的質(zhì)子和不帶電的中子組成的，它們通過強相互作用結(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，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，相對于原子核的強相互作用，電子在原子核外高速運動，速度可達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探索物質(zhì)的基本構(gòu)成，而思辨是一層沒有科學(xué)驗證的思辨。因此，人們對世界的構(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認為萬物之源是氣，元素是氣；另一方面，赫拉克利特認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，認為火、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了人們對物質(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)美國原子論。

古希臘自然哲學(xué)家阿那克薩哥拉 s“種子論”是對物質(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)的層面推測不可分的物質(zhì)，進而提出原子論。德謨克里特斯認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)量是無限的，性質(zhì)相同，外在形狀不同、組合時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；運動是原子的本質(zhì)特征；原子體積很小，肉眼無法觀察到。

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17世紀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)的概念他認為一個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)，熱是物體的粒子運動的結(jié)果而產(chǎn)生的。

1803年，英國科學(xué)家道爾頓（John Dalton）第一次把原子理論從推測變成科學(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，進一步說明化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是原子的重組，通過原子量的計算可以推斷出物質(zhì)的組成。法國化學(xué)家在氣體實驗的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)“氣體化合定律”補充道爾頓和的原子論，它是阿伏伽德羅“分子-原子”學(xué)說奠定了基礎(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。在這個基本框架上，經(jīng)過科學(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)方法來劃分它們已經(jīng)失去了原始材料的特性。

1827年，英國科學(xué)家布朗（Robert Brown）分子的存在和分子運動的存在是通過實驗來證實的。

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

1896年5月18日，法國物理學(xué)家貝克雷爾發(fā)現(xiàn)了天然物質(zhì)鈾的放射性后來，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。既然電子來自原子，就可以證明原子是可分的。

1904年，湯姆森提出了一個原子模型．認為原子的主體部分是一個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)定了原子中的正負電荷，電子就像嵌在原子里的葡萄干s面包這個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驗。實驗中，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粒子沒有改變前進方向，但有少部分α粒子改變了原來的運動方向，偏離了一定的角度。也就是說，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。這些新發(fā)現(xiàn)的實驗現(xiàn)象被湯姆遜所利用“棗糕”這個模型無法解釋。盧瑟福公司s原子模型認為，原子中的大部分空間被帶負電的電子占據(jù)，但在中心極小的區(qū)域有一個原子核，它包含了所有的正電荷和幾乎整個原子的質(zhì)量，組成原子核的粒子稱為質(zhì)子。然而這個模型解釋了物質(zhì)的帶電性質(zhì)，卻無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)之后這個問題就解決了，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當電子從一個能級跳到另一個能級時，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，法國物理學(xué)家德波羅提出了電子等微觀粒子也具有波動性和粒子性的假設(shè)；

1926年，奧地利物理學(xué)家薛定諤建立了電子波動方程；德國物理學(xué)家海森堡提出“測不準原理”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。電子運動的軌道不是傳統(tǒng)意義上的軌道。而是通過求解薛定諤波動方程的一個統(tǒng)計值，這個統(tǒng)計值指的是電子出現(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，通過傳遞原子核內(nèi)巨大的引力稱為強度，強度比電磁力強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核裂變或核聚變發(fā)生時，會釋放出巨大的核能，即原子能。

質(zhì)子（proton）：帶有1.6×10-19庫侖(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)子包含兩個上夸克和一個下夸克，以及所謂的虛夸克和反夸克，它們是由膠子形成的(彈簧狀)膠子是強場粒子；奇異夸克和它們的反夸克。所有粒子都有自己的角動量或自旋，粒子的旋轉(zhuǎn)形成軌道角動量，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)卡文迪許實驗室的英國物理學(xué)家詹姆斯寫的·查德威克在1932年發(fā)現(xiàn)了它。中子對輕核非常敏感，可以精確測量氫原子在分子結(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中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這是判斷陰極射線實際上是帶電粒子的決定性證據(jù)。從那以后，陰極射線被認為是一種（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e。

電子云：因為電子出現(xiàn)在核外不同區(qū)域的概率不同，所以通常用小黑點來表示電子出現(xiàn)在核外某處的概率。小黑點密集，說明電子云密度高，也就是電子出現(xiàn)在那里的概率高；小黑點稀疏，說明電子云密度小，也就是電子出現(xiàn)在那里的概率小；電子出現(xiàn)機會最大的區(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，成為另一個新的原子核。β衰變，原子核自發(fā)放出一個電子，原子核中的一個中子轉(zhuǎn)變成一個質(zhì)子，同時放出一個電子和一個反電中微子的核轉(zhuǎn)變過程；β衰變，原子核自發(fā)放出一個正電子，原子核中的一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個中子，同時放出一個正電子和一個電中微子的核轉(zhuǎn)變過程。

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，能量跳到較低能級的現(xiàn)象。

原子磁矩：在原子中，電子具有軌道磁矩，因為它們圍繞原子核運動；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)原因是因為原子磁矩。

原子能級：原子由原子核和在原子核外圍繞原子核運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行，即不同能量的電子處于不同的對應(yīng)能級。原子處于最低能級，電子在最靠近原子核的軌道上運動的穩(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，電子在遠處軌道上運動的穩(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)來定義。

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

金屬半徑：金屬晶體中兩個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，兩個相鄰原子之間距離的一半是范德華半徑。

相對原子質(zhì)量：碳原子質(zhì)量為1/12作為標準（約1.67×10-27kg）與它相比，其他原子得到的比值就是這個原子的相對原子質(zhì)量，簡稱原子量符號是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。

價電子：一般是指原子核外的最外層電子，但過渡元素的價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。

電負性：電負性表示原子形成正離子和負離子的趨勢，或者表示化合物中原子對成鍵電子的相對吸引力。隨著原子序數(shù)的增加，原子的電負性發(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)原子獲得一個電子，變成負一價氣態(tài)離子時所釋放的能量，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。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。

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）當數(shù)，寫在元素符號右下方的化學(xué)式中（右下標）如：CO2，數(shù)字2的含義是：一個CO2分子包含兩個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。