原子 

氦原子
氦原子基態
原子基態
氦原子結構示意圖。圖中灰階顯示對應電子於1s原子軌域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
化学元素可分割的最小单元
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:(數據頁英语Atomic radii of the elements (data page) 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)是构成化学元素普通物质英语Matter#Definition[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,希臘印度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。

  1. ^ Matthew Champion, As.r.html "Re: How many atoms make up the universe?"[永久失效連結], 1998
  2. ^ 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) 
  3. ^ 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。 
  4. ^ McSween Jr H, Huss G. Cosmochemistry[M]. Cambridge University Press, 2021. p. 419
  5. ^ 存档副本. [2023-08-04]. (原始内容存档于2023-08-04). 
  6. ^ Scientific American. Scientific American Science Desk Reference. Wiley. 1999: 62. ISBN 9780471356752. 
  7. ^ 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). 
  8. ^ Harrison (2003:123–139 ).
  9. ^ 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或99.95 %
  10. ^ 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). 



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