此條目介紹的是物理学中的原子。关于计算机科学中的原子操作,请见「
原子操作 」。关于昵称为
Atom 的泰国男歌手,请见「
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原憲 」。
氦原子
氦 原子基態
氦原子結構示意圖。圖中灰階顯示對應電子 雲 於1s原子軌域 之機率密度函數 的積分強度。而原子核 僅為示意,質子 以粉紅色、中子 以紫色表示。事實上,原子核(與其中之核子 的波函數 )也是球型對稱的。 (對於更複雜的原子核則非如此)
分类
性质
质量 :
≈ 1.67 × 10-27 至 4.52 × 10-25 kg
电荷 :
0(电中性,当原子的电子数与质子数相等时)或 离子电荷
直徑 :(數據頁 )
50 pm (H)至 520 pm(Cs)
组分:
电子和由质子与中子组成的紧密原子核
可觀測宇宙 中的原子總數:
~1080 [1]
原子 (英語:atom )是构成化学元素 的普通物质 [2] [3] 的最小单位[4] ;原子也是化学变化 中最小的粒子及元素 化學性質 的最小單位。
一粒正原子包含有一粒緻密的原子核 及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子 。而反原子的原子核帶負電,周圍的反電子 帶「正電」。正原子的原子核由帶正電的質子 和電中性的中子 組成。反原子的原子核中的反質子 帶負電,從而使反原子的原子核帶負電。當質子數與電子數相同時,這原子就是電中性,称为中性原子 [5] (英語:neutral atom )[6] ;否則,就是帶有正電荷或者負電荷的離子 。根據質子和中子數量的不同,原子的類型也不同:質子數決定了該原子屬於哪種元素,而中子數則確定了該原子是此元素的哪種同位素 。
原子的英语 atom 是從古希臘語 :ἄτομος (atomos,“不可切分的”)轉化而來。很早以前,希臘 和印度 的哲學家 就提出了原子的不可切分的概念。 17和18世紀時,化學家 發現了物理學的根據:對於某些物質,不能通過化學手段將其繼續的分解。 19世紀晚期和20世紀早期,物理學家 發現了亞原子粒子 以及原子的內部結構,由此證明原子並不是不能進一步切分。 量子力學 原理能夠為原子提供很好的模型 。 [7] [8]
與日常體驗相比,原子是極小的物體,其質量也很微小,以至於只能以特殊儀器才能觀測到單粒原子,如扫描隧道显微镜 。原子的99.9%的重量集中在原子核 ,[9] 其中的质子和中子有著相近的質量。每種元素至少有一種不穩定的同位素,可以放射性 衰變 。這直接導致核轉化,即原子核中的中子數或質子數發生變化。[10] 原子佔據一組穩定的能級 ,或稱為軌道 。當它們吸收和放出中子的時候,中子 也可以在不同能級之間跳躍,此時吸收或放出原子的能量與能級之間的能量差相等。電子決定元素的化學特性,並且對中子的磁性 有很大的影響。
^ Matthew Champion, As.r.html "Re: How many atoms make up the universe?" [永久失效連結 ] , 1998
^ 吴岳良. “两暗一新”暗物质、暗能量、新理论 (PDF) . 中国科学院理论物理研究所. 2010-03-18 [2022-05-18 ] . (原始内容 (PDF) 存档于2020-05-24) (中文(简体)) . 可见宇宙有普通物质(ORDINARY MATTER)和普通能量(ORDINARY ENERGY),黑暗宇宙有暗物质(DARK MATTER)和暗能量(DARK ENERGY)
^ 時時. 「這應該是不可能的」科學家發現不含暗物質的神秘星系 . 地球圖輯隊. 2018-04-02 [2022-05-18 ] (中文(繁體)) . 銀河系的暗物質比肉眼看得到的普通物質(ordinary matter)在整體的質量上多了 30倍。
^ McSween Jr H, Huss G. Cosmochemistry[M]. Cambridge University Press, 2021. p. 419
^ 存档副本 . [2023-08-04 ] . (原始内容存档 于2023-08-04).
^ Scientific American. Scientific American Science Desk Reference . Wiley. 1999: 62 . ISBN 9780471356752 .
^ Haubold, Hans; Mathai, AM. Microcosmos: From Leucippus to Yukawa . Structure of the Universe. Common Sense Science. 1998 [2008-01-17 ] . (原始内容 存档于2008-10-01).
^ Harrison (2003:123–139 ).
^ 大部分同位素中核子(原子核内质子与中子之和)比電子多。以氫-1為例,只有一個電子和核子(质子),則質子重量是總質量的
1836
1837
≈
0.9995
{\displaystyle {\begin{smallmatrix}{\frac {1836}{1837}}\approx 0.9995\end{smallmatrix}}}
或99.95 %
^ Staff. Radioactive Decays . Stanford Linear Accelerator Center, Stanford University. 2007-08-01 [2007-01-02 ] . (原始内容存档 于2009-06-07).