子(atom),是學應不可再分的微粒。子在學應中不可分割,在狀態中可以分割。子子核和繞核運動的電子組成。子構成一般質的小單,稱為元素。已的元素有118種。[1][2]具有核結構。

中文名

子

學名

atom

名

atomy

定義

學應不可再分的微粒

質

永不停息地做無規則運動

快速

導航

發曆史構成質要參數質構成源和現狀子半徑磁

簡介

概述

子是學應不可再分的小微粒。一個子包含有一個致密的子核若幹圍繞在子核周圍帶負電的電子。而負子的子核帶負電,周圍的負電子帶電。子的子核帶電的質子和電中的中子組成。負子子核中的質子帶負電,從而負子的子核帶負電。當質子數與電子數同時,這個子就是電中的;否則,就是帶有電荷負電荷的離子。據質子和中子數的不同,子的類型也不同:質子數決定了該子屬於哪一種元素,而中子數則確定了該子是元素的哪一個同素。[3]子構成分子而分子組成質中同種電荷互排斥,不同種電荷互吸引。

子徑的數級大約是10-10m。子的質極小,數級一般為10-27kg,質主要集中在質子和中子上。子核分布著電子,電子躍遷產生光譜,電子決定了一個元素的學質,且對子的磁有著大的影響。有質子數同的子組成元素,每種元素大多有一種不穩定的同素,可以進行射衰變。

子早是哲學上具有論義的抽概念,隨著人類認識的進步,子逐漸從抽的概念逐漸成為科學的論。子核以電子屬於微觀粒子,構成子。而子又可以構成分子。

定義

學變中的小微粒。

注:子是構成質的小粒子。是不對的,子又可以分為子核與核電子,子核又質子和中子組成,而質子數是區分種不同元素的依據。

質子和中子還可以繼續再分。以子不是構成質的小粒子,子是學應中的小粒子。

質

①子的質非小。

②不停地作無規則運動。

③子間有間隔。

④同種子質同,不同種子質不同。

影響

子的力大,中子核的能釋後會有對的危害。也有處,就是我們善於用的話是可以幫助我們的。中子核的射我們可以讓植吸收來減少我們的傷害。我們可以做的是盡少用有子能的東,這樣可以減少傷害了。要善於觀察和時了的方法才可以更地預防。

發曆史

早曆史

關於質是離散單元組成且能夠任分割的概念傳了上千年,這法是於抽的、哲學的推,而非實驗和實驗觀察。隨著時間的推移以文學派的轉變,哲學上子的質也有著大的改變,而這種改變往往還帶有一精神素。

盡如,對於子的概念在數千年後仍學們采用,為能夠簡地闡述一學界的現。

子論是元素派學說中簡、具科學的一種論態。英國自科學史丹皮爾認為,子論在科學上“要比以以後的任何學說更近於現觀點”。子論的創始人是古希臘人留伯(元500~約元440年),他是德謨克的老師。古學在論子論時,是他們倆人的學說混在一的。留伯的學說他的學生德謨克發和完善,德謨克認為子論的主要。

共14張

子模型

德謨克認為,萬的元素是“子”和“虛空”。“子”在希臘文中是“不可分”的思。德謨克用這一概念來稱構成具的的質微粒。子的是“充滿和堅實”,即子內沒有空隙,是堅固的、不可入的,而是不可分的。德謨克認為,子是永恒的、不生不滅的;子在數上是無限的;子處在不斷的運動狀態中,的惟一的運動是“振動”,子的積微小,是眼睛不見的,即不能為感官覺,能過才能認識。

經過二十幾個世紀的探索,科學在17世紀~18世紀過實驗,證實了子的真實存在。19世紀初英國學J.爾頓在進一步總結人經驗的礎上,出了具有近義的子學說。這種子學說的出開創了學的時,他釋了多、學現。

子是一種元素能保持學質的小單。一個子包含有一個致密的子核若幹圍繞在子核周圍帶負電的電子。子核帶電的質子和電中的中子組成。子是學變的小粒子,分子是子組成的,許多質是子構成的。

子的英文名是從希臘語轉而來,為不可切分的。早以,希臘和印的哲學就出了子的不可切分的概念。17和18世紀時,學發現了學的據:對於某質,不能過學手段將繼續的分。19世紀晚和20世紀早,學發現了亞子粒子以子的內結構,證子不是不能進一步切分。子力學能夠為子供的模型。

近史

1661年,自哲學羅伯·波義耳出版了《懷疑的學》(TheScepticalChymist)一書,他認為質是不同的“微粒”子自組構成的,而不是諸如氣、土、火、水元素構成。恩格斯認為,波義耳是早學確立為科學的學[4]。

1789年,法國科學拉瓦錫定義了子一詞,從,子就用來示學變中的小的單。

1803年,英語教師自哲學約翰·爾頓(JohnDalton)用子的概念釋了為什不同元素總是呈整數倍應,即倍比定律(lawofmultipleproportions);也釋了為什某氣比另一更容易溶於水。他出每一種元素包含唯一一種子,而這子互結來就成了。

爾頓在《學哲學》中描述的子

1827年,英國植學羅伯·布朗(BotaBrown)在用顯微鏡觀察水麵上灰塵的時候,發現們進行著不規則運動,進一步證了微粒學說。後來,這一現稱為為布朗運動。

1877年,德紹爾克思(J.Desaulx)出布朗運動是於水分子的熱運動而導致的。

1897年,在關於陰極射線的工作中,學約瑟夫·湯姆生(J.J.Thomsom)發現了電子以的亞子,粉碎了一以來認為子不可再分的設。湯姆生認為電子是均的分布在整個子上的,就如同散布在一個均勻的電荷的海洋中,們的負電荷與電荷互抵消。這也叫做葡萄幹蛋糕模型(棗核模型)。

1905年,愛斯坦出了一個數學分析的方法,證了德紹爾克思的猜。

1909年,在學歐內斯·盧瑟福(Erherford)的導下,菲普·倫納德(P.E.A.Lenard)用氦離子轟擊金箔。發現有小一分離子的偏轉角遠遠大於用湯姆生假設預測值。盧瑟福據這個金鉑實驗的結出:子中大分質和電荷集中在於子中心的子核當中,電子則像行星圍繞太陽一樣圍繞著子核。帶電的氦離子在穿越子核附近時,就會大角的射。這就是子核的核結構。

1913年,在進行有關對射衰變產的實驗中,射學弗雷德裏克·索迪(FrederickSoddy)發現對於元素周中的每個置,往往存在不一種質數的子。瑪格麗·陶德創造了同素一詞,來示同一種元素中不同種類的子。在進行關於離子氣的研究過中,湯姆生發了一種技術,可以用來分離不同的同素,終導致了穩定同素的發現[5];同年,學尼爾斯·玻爾(NielsBohr)省視了盧瑟福的模型,將與普朗克愛斯坦的子思聯來,他認為電子應該於子內確定的軌中,且能夠在不同軌間躍遷,而不是像先認為樣可以自的內移動。電子在這固定軌間躍遷時,必須吸收釋定的能。這種電子躍遷的論能夠的釋氫子光譜中存在的固定置的線條[6],將普朗克數與氫子光譜的裏德伯取了聯。

1916年,德國學柯塞爾(Kossel)在考察大實後出結論:任何元素的子要層滿足8電子穩定結構[7]。易士發現學鍵的質就是兩個子間電子的互作用。

1919年,學盧瑟福在α粒子(氦子核)轟擊氮子的實驗中發現質子[8]。弗朗斯·威廉·阿斯頓(FrancisWilliamAston)用質譜證實了同素有著不同的質,且同素間的質差為一個整數,這稱為整數規則。美國學歐文·朗繆爾出子中的電子以某種質互連說互聚集。一組電子占有一個定的電子層。

1923年,美國學吉爾伯·牛頓·易斯(G.N.Lewis)發了柯賽爾的論,出共價鍵的電子對論[7]。易斯假設:在分子中來自於一個子的一個電子與另一個子的一個電子以“電子對”的成子間的學鍵。這在當時是一個有悖於統論的假設,為庫侖定律,兩個電子間是互排斥的,易斯這種設快就為學界受,導致子間電子自旋假設的出[9]。

1926年,薛定諤(ErwinSger)用易斯·德布羅(Llie)於1924年出的波粒二的假說,立了一個子的數學模型,用來將電子描述為一個維波。是在數學上不能夠同時到置和動的精確值。沃納·海森堡(WernerHeisenberg)出了著名的測不準。這個概念描述的是,對於測的某個置,能到一個不確定的動範圍,亦。盡這個模型難像,能夠釋一以觀測到卻不能釋的子的質,例如比氫更大的子的譜線。,人們不再用玻爾的子模型,而是將子軌視為電子高概率出現的區域(電子雲)[10]。

質譜的發科學可以測子的準確質。該設備過用一個磁來彎曲一束離子,而偏轉取決於子的質荷比。弗朗斯·阿斯頓用質譜證實了同素有著不同的質,且同素間的質差為一個整數,這稱為整數規則。

1930年,科學發現,α射線轟擊鈹-9時,會產生一種電中,擁有極穿透力的射線。初,這認為是γ射線。

1932年,約裏奧·居裏夫婦發現,這種射線能從石蠟中打出質子;同年,盧瑟福的學生詹姆斯·查威克(JamesChadwick)認定這就是中子[8],而同素則定義為有著同質子數與不同中子數的元素。

1950年,隨著粒子速器粒子探測器的發,科學們可以研究高能粒子間的碰撞。他們發現中子和質子是子的一種,更小的誇克微粒構成。核的標準模型也隨發,能夠成功的在亞子水釋整個子核以亞子粒子間的互作用。

1985年,朱棣文同在貝爾實驗室開發了一種技術,能夠用激光來冷卻子。威廉·丹尼爾·菲普斯團隊設法將納子置於一個磁阱中。這兩個技術上克洛德·科昂-唐努德日團隊於多普勒效應開發的一種方法,可以將少的子冷卻至微開爾文的溫範圍,這樣就可以對子進行高精的研究,為玻色-愛斯坦凝聚的發現奠定了礎[11]。

曆史上,為單個子過於微小,認為不能夠進行科學研究。2012年,科學已經成功用一單個金屬子與一個有配連成一個單電子晶。在一實驗中,過激光冷卻的方法將子減速捕獲,這實驗能夠帶來對於質更的。

發史

爾頓的子模型

英國自科學約翰·爾頓將古希臘思辨的子論改造成定的學論,出了世界上一個子的論模型。他的論主要有以下點[7]:

①有質是非微小的、不可再分的質微粒即子組成。

②同種元素的子的種質和質同,不同元素的子,主要現為質的不同。

③子是微小的、不可再分的實心球。

④子是參學變的小單,在學應中,子僅僅是排列,而不會創造消失。

雖,經過後人證實,這是一個失敗的論模型,爾頓一將子從哲學帶入學研究中,確了今後學們努力的方,學真從古老的煉金術中擺脫出來,爾頓也後人譽為“近學父”。

葡萄幹布丁模型(棗糕模型)

葡萄幹布丁模型(棗糕模型)湯姆生出,是一個存在著亞子結構的子模型。

湯姆生在發現電子的礎上出了子的葡萄幹布丁模型(棗核模型),湯姆生認為[7]:

①電荷像一樣均勻分布在子中,電子就像葡萄幹一樣散布在電荷中,們的負電荷與電荷互抵消。

②在受到激發時,電子會離開子,產生陰極射線。

湯姆生的學生盧瑟福完成的α粒子轟擊金箔實驗(散射實驗),否認了葡萄幹布丁模型(棗糕模型)的確。

土星模型

在湯姆生出葡萄幹布丁模型同年,日科學出了土星模型,認為電子不是均勻分布,而是集中分布在子核圍的一個固定軌上[12]。

行星模型

行星模型盧瑟福在出,以經典電磁學為論礎,主要內容有[7]:

①子的大分積是空的。

②在子的中心有一個積小、密極大的子核。

③子的全電荷在子核內,且幾乎全質均集中在子核內。帶負電的電子在核空間進行高速的繞核運動。

隨著科學的進步,氫子線狀光譜的實行星模型是不確的。

玻爾的子模型

為了釋氫子線狀光譜這一實,盧瑟福的學生玻爾受了普朗克的子論和愛斯坦的光子概念在行星模型的礎上出了核電子分層排布的子結構模型。玻爾子結構模型的觀點是[13]:

①子中的電子在具有確定半徑的圓周軌(orbit)上繞子核運動,不輻射能。

波爾的子模型

②在不同軌上運動的電子具有不同的能(E),且能是子的,軌能值依n(1,2,3,。..)的增大而升高,n稱為子數。而不同的軌則分名為K(n=1)、L(n=2)、M(n=3)、N(n=4)、O(n=5)、P(n=6)、Q(n=7)。

③當且僅當電子從一個軌躍遷到另一個軌時,才會輻射吸收能。如輻射吸收的能以光的現記錄下來,就成了光譜。

玻爾的子模型的釋了氫子的線狀光譜,對於更複雜的光譜現卻無能為力。

現子力學模型

學德布羅、薛定諤和海森堡人,經過13年的艱苦論證,在現子力學模型在玻爾子模型的礎上地釋了許多複雜的光譜現,核心是波動力學。

在玻爾子模型裏,軌有一個子數(主子數),現子力學模型則引入了更多的子數(quantumnumber)[7][13]。

①主子數(printumnumber),主子數決定不同的電子亞層,名為K、L、M、N、O、P、Q。

②角子數(angularquantumnumber),角子數決定不同的能級,符號“l”共n個值(1,2,3,...n-1),符號用s、p、d、f、g,示對多電子子來說,電子的運動狀態與l有關。

③磁子數(magumnumber)磁子數決定不同能級的軌,符號“m”(見下文“磁矩”)。僅在磁場時有用。“n”“l”“m”個確定一個子的運動狀態。

④自旋磁子數(spinm.q.n.)處於同一軌的電子有兩種自旋,即“↑↓”自旋現的實質還在探討當中。

構成

亞子粒子

盡子的英文名稱(atom)是不能進一步分割的小粒子,是,隨著科學的發,子認為是電子、質子、中子(氫子質子和電子構成)構成,們統稱為亞子粒子。幾乎有子含有上述種亞子粒子,氕(氫的同素)沒有中子,離子(失電子後)是一個質子。

-子-子核-質子-誇克

質子帶有一個電荷,質是電子質的1836倍,為1.6726×10-27kg,而分質可以轉為子結能。中子不帶電荷,自中子的質是電子質的1839倍,為1.6929×10-27kg。中子和質子的尺寸仿,均在2.5×10-15m這一數級,們的麵沒能精確定義。

子盡小,用學方法不能再分,用他方法仍可以再分,為子也有一定的構成。子是中心的帶電的子核和核帶負電的電子構成的(質),子核是質子和中子兩種粒子構成的,電子在核較大空間內做高速運動。

在學標準模型論中,質子和中子名叫誇克的粒子構成。誇克是費米子的一種,也是構成質的兩個組分一。另一個組份稱作是輕子,電子就是輕子的一種。誇克共有六種,每一種帶有分數的電荷,不是+2/3就是-1/3。質子就是兩個上誇克和一個下誇克組成,而中子則是一個上誇克和兩個下誇克組成。這個區就釋了為什中子和質子電荷和質均有差。誇克互作用結在一的,膠子作為中介。膠子是規範玻色子的一員,是一種用來傳遞力的粒子。