原子是什么(原子是什么?)

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正文
1、原子是什么?
在化学反应中,原子是最小、最基本的结构,不可继续往下分。例如,黄金就是由金原子组成。但在粒子物理学中,原子还可以继续往下分,还有比原子更小的结构。除了氢原子之外,其他原子都是由三种基本粒子组成:质子、中子和电子。质子和中子结合形成了原子核,电子在原子核周围的空间轨道上运行。在氢原子核中,只有一个质子,并没有中子。
中子不带电荷,质子带正电荷,所以原子核带正电。由于绕核运动的电子带负电荷,且质子数等于核外电子数,因此整个原子呈现电中性。
此外,质子和中子还能继续往下分,它们都是由夸克组成。其中质子由两个上夸克和一个下夸克组成,中子由一个上夸克和两个下夸克组成。由于上夸克和下夸克所带的电荷数分别为基本电荷的2/3和-1/3倍,因此,可以看到质子所带电荷数为一个基本电荷,中子则不带电。
几乎所有的原子质量都集中于原子核中的质子和中子,因为电子的质量非常小,原子核质量占整个原子的99.9%。另外,由于电子围绕原子核运动,原子内的大部分都是空的。据估计,原子核仅占原子大小的一万分之一。原子的直径约为十分之一纳米,这大约是人类头发丝宽度的十万分之一。如果把4300万个铁原子并排成一条直线,则这条线的长度仅为1毫米。
如果所有物质都是由原子组成,那么,为什么会有不同的元素呢?
事实上,这都取决于原子的内部结构,每种元素含有不同数量的质子。例如,每个氢原子都有1个质子,而每个氧原子都有8个质子。有些元素甚至存在不止一种形式,它们有着相同的质子数,但中子数不同,它们被称为同位素。例如,氢有三种同位素,分别是没有中子的氕(普通氢)、拥有一个中子的氘,以及拥有两个中子的氚。
2、什么是原子,从何而来,是怎样形成的?
谢邀。此题应该包括两个问题,一个是科学问题,一个是哲学问题。
一、什么是原子?原子,英语单词为Atomism,来自古希腊语ἄτομον,atomos,含义为“不可分割”。从字面的意思可以看出,原子一词,代表着古代的一个朴素的自然哲学,是构成世间万物的基本粒子。
所谓的古代,是因为这种想法从亚里士多德时代就开始形成。但直至1897年发现了电子,原子才被认知为是由更基本的粒子组成,对原子的研究开始进入现代原子理论。
现代科学已经证明,原子由原子核及绕核旋转的电子构成。原子核又可以分为质子和中子。质子和中子要比电子重约1836倍。质子的带的正电荷,电子带是一个负电荷,中子不带电。质子和中子都由名叫夸克的基本粒子构成。电子算是轻子的一种。至于夸克还可不可以继续分?从哲学上来说是可以的,但目前科学认识上,还没有发现。
无论如何,原子是元素能保持其化学性质的最小单位,这个构成化学和物理基本性质的地位没有改变。
二、原子的结构模型在原子作为不可分基本粒子阶段,原子的模型就是一个小球,然后如同沙雕一样,通过各种粘连手段,构成世间万事万物。
1897年,物理学家约瑟夫·汤姆孙发现了电子,打破了原子不可再分的设想。1904年,汤姆孙认为电子是平均的分布在整个原子上的,就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中,如同嵌入果仁的蛋糕(老外说是布丁,说蛋糕为了照顾不认识布丁的同学,你也可以想像为西瓜、果仁巧克力等),这也叫做梅子布丁模型。
五后年,1909,年英国物理学家卢瑟福在英国曼彻斯特大学同他的学生马士登用α粒子撞击一片薄金箔,他发现大部分的粒子都能通过金箔,只有极少数会跳回。于是他在1911年提出了一个类似于太阳系行星系统的原子模型,认为原子空间大都是空的,电子像行星围绕原子核旋转,这就是原子的行星模型。
1913年,经由卢瑟福推荐,《哲学杂志》接连刊载了玻尔的三篇论文,标志着玻尔模型正式提出。这三篇论文成为物理学史上的经典,被称为玻尔模型的“三部曲”。
波尔模型认为电子是分层排列在原子核周围,实际上是量子力学的起源,但在量子力学还没有得到认可之前,卢瑟福的行星原子模型还是成为最科学最时尚最前沿的代表,即使后来的波尔模型问世,行星原子模型始终是科学的logo,曾经是中央电视台开播动画。在实现四个现代化和奔向2000宣传中,处处可见原子行星模型的身影。
三、原子的由来这个问题很难准确回答,只能归结到宇宙大爆炸,若干大小不同的粒子重新聚合,形成夸克、电子、中子、质子,进而形成原子核,原子。
所以,原子也是能量最低的产物。3、能否通俗易懂的解释什么是量子?与我们熟知的分子、原子、电子是什么关系?
黑体辐射
实际上,某种程度来说“量子”本身的含义,远不及它带来的革命重要。不过,在说这些之前,我们可以先来了解一下,“量子”是咋来的。
科学家发现,只要是温度高于绝度零度的物体都会发出辐射,这种辐射是以“电磁波”的形式发出来的。比如:人体就在时时刻刻向外辐射电磁波,之所以我们看不到,是因为这种电磁波不是可见光区域内的电磁波。
那这种现象为什么引发物理学革命呢?实际上,当时的科学家是在研究工业上使用的电灯泡的辐射问题(不要惊讶,当时刚第二次工业达到顶峰),它们管这个问题叫做:黑体辐射。黑体辐射具体是什么意思,在这里就不过多阐述了,因为讲了并没有太大的意义。科学家通过统计发现:
黑体辐射能量按波长的分布仅与温度有关。并且得到了下面这样一张图表。
接下来要做的事情,其实也就很“简单”的,说白了就是用方程解释一下这个曲线就可以了。本来对科学家来说极其简单的事情。但是硬是弄不出个结果来,很多当时的大神都在这上面栽了跟头。
如果我们注意看曲线,就会发现这曲线好像是分段的,有个最高点。当时的科学家有的人能用方程描述前半段,后半段就失灵了;也有的人能描述后半段,前半段就不好使了。那问题到底出现在哪里呢?
量子力学这个时候有个叫做普朗克的科学家,他就不信邪,也来研究这个问题。结果,他也被整懵了。
在当时,德国是全世界的学术中心,有很多大牛。其中有个叫做玻尔兹曼的天才,他可以被认为统计力学的宗师级人物。他一直在和其他科学家为“光到底是波还是粒子”吵得不可开交,当时的主流观点认为“光是一种波”,在物理学史上能和牛顿、爱因斯坦齐名的麦克斯韦就这么看的。而玻尔兹曼觉得不应该是这样,他坚持“光的粒子说”。
他就跟普朗克说,你们总是假设电磁波是连续的(也就是光是一种波),这肯定算不出来的,你试试看用不连续的方法来算(也就是光是一种粒子),一定可以。(PS:这段话是我自己想象的,不是真实历史,但真实的历史中,玻尔兹曼确实给了普朗克相关方面的启示)
于是,普朗克提出了一种“量子”假设:
黑体辐射的能量变化并不是连续的,而是存在辐射能量的最小单位:量子。基于这样的假设,普朗克很快就得到了著名的普朗克定律:
用这个定律就可以很好地描述之前那个奇怪的变化曲线。不过,观念总是根深蒂固的,普朗克虽然通过这个发现获得了诺贝尔奖,但他始终都对这个理论无力接受,不仅是他,后来在这个领域做出杰出贡献的爱因斯坦,薛定谔等伟大科学家都挺不能接受的。
“量子”颠覆了什么?为什么这么多科学家都无法接受呢?
这是因为这个理论指出了一个“事实”,
凡是变化都存在着一个最小的单位。时间和距离都是如此,因此就有了最小的时间间隔:10^-43秒;最小的可测距离:1.6x10^(-35)米。前者被称为普朗克事件,后者被称为普朗克距离。
意思是,时间的变化并不是连续的,同样的距离的变化也不是连续。说到这里,你或许还是不能理解,我们可以举个例子,还拿时间来说事。原本我们的观念里认为,时间从1秒到2秒,1秒到2秒,中间可能要度过1.000000000000000……1秒,也就是说时间可以无限切下去,本质上是连续的。但“量子”理论认为,这不是可以无限切下的,而是存在一个变化的最小单位,也就是10^-43秒,时间的变化最小也是这个量,没办法比它再小了。所以,它颠覆的是“变化是连续”的世界观。
量子和粒子量子和各种粒子有相同也有不同,首先,它们都是最小的单位,其次,它们不同的是,前者是变化的最小单位,而后者是物质粒子的基本单位(这里指的是费米子和玻色子)。原子等例子描述的其实构成物质的基本单位,并且它们如何组合到一起。按照现在主流的理论,也就是粒子物理标准模型。这个模型中的粒子也就是构成物质的基本粒子。
所以,量子和粒子是不同的两个物理概念。
4、分子、原子、电子原子核、质子和中子,到底是什么?电有哪些原理且跟它们有什么关系?
其实我能理解题主这个问题的本质是什么?你其实想问这些东西到底是什么?实际上,科学研究根本没有触达到这个层次,在某种程度上这都超出了科学的范畴,为什么这说呢?我先讲个超级简单的故事,假设你去相亲,他听说对方小红是个白领,有很多追求者,喜欢健身,家里有车有房。这个时候你对小红其实已经做出了这样的评价:长得肯定不赖(追求者多),身材也应该很好(爱健身),蛮有钱的(有钱有房)。但是,你发现没有?你还没见到小红本人!-
其实科学研究就是类似于这样,我们通过试实验仪器收集到的其实都是一些现象,类比到小红的例子就是:是个白领,有很多追求者,喜欢健身,家里有车有房。
而我们得出的理论和描述其实就是::长得肯定不赖(追求者多),身材也应该很好(爱健身),蛮有钱的(有钱有房)。
但是,实际上生活中你还是会见到小红。只不过在科学研究中对于分子,原子,电子,原子核,质子,中子这些东西,我们根本看不到他们的如山真面目。所以一些粒子同时具有波动性和粒子性时,科学家一开始都以为是仪器坏了,太不可思议了。正应那句:“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”。
所以,它们到底是什么,我们其实还是不知道的。
至于电的原理,实际上是电磁相互作用力,电磁相互作用的本质其实是靠光子传递的。原子核和电子之间就体现出电磁作用力。分子的化学键其实也是电磁作用力。
5、原子是什么?
原子
原子之一
由希腊词义“不可分”衍化来的。原子是元素能够存在的最小单位,是化学变化中的最小微粒。原子是由原子核和核外电子组成的。原子核由质子和中子组成。在化学反应中,只是核外电子发生了变化,原子核的组成并没有改变。在核反应中,原子核发生了变化,原子变成了其它元素的原子。
原子之二
化学变化中的最小微粒。
原子可以彼此通过共价键直接组成物质,这类物质属原子晶体,例如金刚石、二氧化硅等。原子也可以通过共价键结合成分子再组成物质,这类物质属分子晶体,例如水和氨等。
在化学反应中,分子可以分成原子,而原子却不能再分。因此原子是化学变化中最小微粒。实际上在化学变化中原子也可以分成电子和阳离子。所谓原子“不可再分”,是指在化学变化中不会产生新的原子。
原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。原子呈电中性,原子处于不断运动之中;原子的质量几乎全部集中在原子核上。
单质的分子是由同种原子构成的;化合物分子是由不同种原子构成的。
6、什么是原子?举例?
原子是组成物质的很小的微粒,(我们测得氯气分子中两个Cl原子的核间距为1.988Α,就把此核间距的一半,即0.994Α定为氯原子的半径,此半径称为共价半径。
共价半径为该元素单质键长的一半)有原子核和质子构成,把原子比作大楼,原子核犹如一座大楼中间的一个足球,电子如同豆粒大。质子在这么大的空间围绕原子核高速转动(大于光速)。原子聚集在一起构成分子,分子构成物质或原子直接构成物质。原子核原子之间有一定的间隙。