原子
（物理概念）
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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119種。[1]
因此具有核式結(jié)構(gòu)。
中文名原子化學(xué)名atom物理名atomy定 義化學(xué)反應(yīng)不可再分的基本微粒性 質(zhì)永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
原子是一種元素能保持其化學(xué)性質(zhì)的最小單位。一個(gè)正原子包含有一個(gè)
致密的原子核及若干圍繞在
原子核周?chē)鷰ж?fù)電的電子。而負(fù)原子的原子核帶負(fù)電，周?chē)呢?fù)電子帶正電。正原子的原子核由帶正電的
質(zhì)子和電中性的
中子組成。負(fù)原子原子核中的反質(zhì)子帶負(fù)電，從而使負(fù)原子的原子核帶負(fù)電。當(dāng)質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)相同時(shí)，這個(gè)原子就是
電中性的；否則，就是帶有
正電荷或者
負(fù)電荷的離子。根據(jù)質(zhì)子和中子數(shù)量的不同，原子的類(lèi)型也不同：質(zhì)子數(shù)決定了該原子屬于哪一種元素，而中子數(shù)則確定了該原子是此元素的哪一個(gè)
同位素。[2]
原子構(gòu)成分子而分子組成物質(zhì)中同種電荷相互排斥，不同種電荷相互吸引。
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
微觀粒子，構(gòu)成原子。而原子又可以構(gòu)成分子。
定義
化學(xué)變化中的最小微粒。
注意：原子是構(gòu)成物質(zhì)的最小粒子。是不對(duì)的，原子又可以分為原子核與核外電子，原子核又由質(zhì)子和中子組成，而質(zhì)子數(shù)正是區(qū)分各種不同元素的依據(jù)。質(zhì)子和中子還可以繼續(xù)再分。所以原子不是構(gòu)成物質(zhì)的最小粒子，但原子是化學(xué)反應(yīng)中的最小粒子。
性質(zhì)
①原子的質(zhì)量非常小。
②不停地作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
③原子間有間隔。
④同種原子性質(zhì)相同，不同種原子性質(zhì)不相同。
影響
原子的力量很大，其中原子核的能量被釋放之后會(huì)有相對(duì)的危害。但也有好處，就是我們善于利用的話是可以幫助我們的。其中原子核的放射我們可以讓植物吸收來(lái)減少我們的傷害。但我們通？梢宰龅氖潜M量少用有原子能量的東西，這樣可以減少傷害了。要善于觀察和及時(shí)了解新的方法才可以更好地預(yù)防。
早期歷史
關(guān)于物質(zhì)是由離散單元組成且能夠被任意分割的概念流傳了上千年，但這些想法只是基于抽象的、哲學(xué)的推理，而非實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)觀察。隨著時(shí)間的推移以及文化及學(xué)派的轉(zhuǎn)變，哲學(xué)上原子的性質(zhì)也有著很大的改變，而這種改變往往還帶有一些精神因素。盡管如此，對(duì)于原子的基本概念在數(shù)千年后仍然被化學(xué)家們采用，因?yàn)樗軌蚝芎?jiǎn)明地闡述一些化學(xué)界的現(xiàn)象。
原子論是元素派學(xué)說(shuō)中最簡(jiǎn)明、最具科學(xué)性的一種理論形態(tài)。英國(guó)自然科學(xué)史家
丹皮爾認(rèn)為，原子論在科學(xué)上
原子模型(14張)
“要比它以前或以后的任何學(xué)說(shuō)都更接近于現(xiàn)代觀點(diǎn)”。原子論的創(chuàng)始人是
古希臘人
留基伯（公元前500～約公元前440年），他是
德謨克利特的老師。古代學(xué)者在論及原子論時(shí),通常是把他們倆人的學(xué)說(shuō)混在一起的。留基伯的學(xué)說(shuō)由他的學(xué)生德謨克利特發(fā)展和完善,因此德謨克利特被公認(rèn)為原子論的主要代表。
德謨克利特認(rèn)為，萬(wàn)物的本原或根本元素是“原子”和“虛空”！霸印痹谙ＥD文中是“不可分”的意思。德謨克利特用這一概念來(lái)指稱(chēng)構(gòu)成具體事物的最基本的物質(zhì)微粒。原子的根本特性是“充滿(mǎn)和堅(jiān)實(shí)”，即原子內(nèi)部沒(méi)有空隙，是堅(jiān)固的、不可入的，因而是不可分的。德謨克利特認(rèn)為，原子是永恒的、不生不滅的；原子在數(shù)量上是無(wú)限的；原子處在不斷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，它的惟一的運(yùn)動(dòng)形式是“
振動(dòng)”，原子的體積微小，是眼睛看不見(jiàn)的，即不能為感官所知覺(jué)，只能通過(guò)理性才能認(rèn)識(shí)。
經(jīng)過(guò)二十幾個(gè)世紀(jì)的探索，科學(xué)家在17世紀(jì)~18世紀(jì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了原子的真實(shí)存在。19世紀(jì)初英國(guó)化學(xué)家J.道爾頓在進(jìn)一步總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了具有近代意義的原子學(xué)說(shuō)。這種原子學(xué)說(shuō)的提出開(kāi)創(chuàng)了化學(xué)的新時(shí)代，他解釋了很多物理、化學(xué)現(xiàn)象。
原子是一種元素能保持其化學(xué)性質(zhì)的最小單位。一個(gè)原子包含有一個(gè)致密的原子核及若干圍繞在
原子核周?chē)鷰ж?fù)電的電子。原子核由帶正電的
質(zhì)子和電中性的
中子組成。原子是化學(xué)變化的最小粒子，分子是由原子組成的，許多物質(zhì)是由原子直接構(gòu)成的。
原子的英文名是從希臘語(yǔ)轉(zhuǎn)化而來(lái)，原意為不可切分的。很早以前，希臘和印度的哲學(xué)家就提出了原子的不可切分的概念。17和18世紀(jì)時(shí)，化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了物理學(xué)的根據(jù)：對(duì)于某些物質(zhì)，不能通過(guò)化學(xué)手段將其繼續(xù)的分解。19世紀(jì)晚期和20世紀(jì)早期，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了
亞原子粒子以及原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由此證明原子并不是不能進(jìn)一步切分。
量子力學(xué)原理能夠?yàn)樵犹峁┖芎玫哪Ｐ汀?
近代史
1661年，自然哲學(xué)家
羅伯特·波義耳出版了《
懷疑的化學(xué)家》（
The Sceptical Chymist）一書(shū)，他認(rèn)為物質(zhì)是由不同的“微！被蛟幼杂山M合構(gòu)成的，而并不是由諸如氣、土、火、水等基本元素構(gòu)成。
恩格斯認(rèn)為，
波義耳是最早把化學(xué)確立為科學(xué)的化學(xué)家[3]
。
1789年，法國(guó)科學(xué)家
拉瓦錫定義了原子一詞，從此，原子就用來(lái)表示
化學(xué)變化中的最小的單位。
道爾頓在《化學(xué)哲學(xué)新體系》中描述的原子
1803年，英語(yǔ)教師及
自然哲學(xué)家
約翰·道爾頓（
John Dalton）用原子的概念解釋了為什么不同元素總是呈整數(shù)倍反應(yīng)，即
倍比定律（
law of multiple proportions）；也解釋了為什么某些氣體比另外一些更容易溶于水。他提出每一種元素只包含唯一一種原子，而這些原子相互結(jié)合起來(lái)就形成了化合物。
1827年，英國(guó)植物學(xué)家
羅伯特·布朗（
Botanist Robert Brown)在使用顯微鏡觀察水面上灰塵的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)它們進(jìn)行著不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步證明了微粒學(xué)說(shuō)。后來(lái)，這一現(xiàn)象被稱(chēng)為為
布朗運(yùn)動(dòng)。
1897年，在關(guān)于
陰極射線的工作中，物理學(xué)家
約瑟夫·湯姆生（J.J.Thomsom）發(fā)現(xiàn)了電子以及它的
亞原子特性，粉碎了一直以來(lái)認(rèn)為原子不可再分的設(shè)想。湯姆生認(rèn)為電子是平均的分布在整個(gè)原子上的，就如同散布在一個(gè)均勻的正電荷的海洋之中，它們的負(fù)電荷與那些正電荷相互抵消。這也叫做
葡萄干蛋糕模型(棗核模型）。
1905年，
愛(ài)因斯坦提出了第一個(gè)數(shù)學(xué)分析的方法，證明了德紹爾克思的猜想。
1909年，在物理學(xué)家
歐內(nèi)斯特·盧瑟福（
Ernest Rutherford）的指導(dǎo)下，菲利普·倫納德（
P.E.A.Lenard）用氦離子轟擊金箔。發(fā)現(xiàn)有很小一部分離子的偏轉(zhuǎn)角度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于使用湯姆生假設(shè)所預(yù)測(cè)值。盧瑟福根據(jù)這個(gè)金鉑實(shí)驗(yàn)的結(jié)果指出：原子中大部分質(zhì)量和正電荷都集中在位于原子中心的
原子核當(dāng)中，電子則像
行星圍繞太陽(yáng)一樣圍繞著原子核。帶
正電的氦離子在穿越原子核附近時(shí)，就會(huì)被大角度的反射。這就是原子核的核式結(jié)構(gòu)。
1913年，在進(jìn)行有關(guān)對(duì)放射性衰變產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)中，放射化學(xué)家
弗雷德里克·索迪（
Frederick Soddy）發(fā)現(xiàn)對(duì)于
元素周期表中的每個(gè)位置，往往存在不只一種質(zhì)量數(shù)的原子，敻覃愄亍ぬ盏聞(chuàng)造了
同位素一詞，來(lái)表示同一種元素中不同種類(lèi)的原子。在進(jìn)行關(guān)于離子氣體的研究過(guò)程中，湯姆生發(fā)明了一種新技術(shù)，可以用來(lái)分離不同的同位素，最終導(dǎo)致了穩(wěn)定同位素的發(fā)現(xiàn)[4]
；同年，物理學(xué)家
尼爾斯·玻爾（
Niels Bohr）重新省視了
盧瑟福的模型，并將其與普朗克及愛(ài)因斯坦的量子化思想聯(lián)系起來(lái)，他認(rèn)為電子應(yīng)該位于原子內(nèi)確定的軌道之中，并且能夠在不同軌道之間躍遷，而不是像先前認(rèn)為那樣可以自由的向內(nèi)或向外移動(dòng)。電子在這些固定軌道間躍遷時(shí)，必須吸收或者釋放特定的能量。這種
電子躍遷的理論能夠很好的解釋氫原子光譜中存在的固定位置的線條[5]
，并將
普朗克常數(shù)與
氫原子光譜的
里德伯常量取得了聯(lián)系。
1916年，德國(guó)化學(xué)家柯塞爾（
Kossel）在考察大量事實(shí)后得出結(jié)論：任何元素的原子都要使最外層滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)[6]
。路易士發(fā)現(xiàn)
化學(xué)鍵的本質(zhì)就是兩個(gè)原子間電子的相互作用。
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