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原子
（物理概念）
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本詞條由“科普中國”百科科學(xué)詞條編寫與應(yīng)用工作項目 審核 。
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)永不停息地做無規(guī)則運動
目錄
基本概述
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原子是一種元素能保持其化學(xué)性質(zhì)的最小單位。一個正原子包含有一個致密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。而負原子的原子核帶負電，周圍的負電子帶正電。正原子的原子核由帶正電的質(zhì)子和電中性的中子組成。負原子原子核中的反質(zhì)子帶負電，從而使負原子的原子核帶負電。當(dāng)質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)相同時，這個原子就是電中性的；否則，就是帶有正電荷或者負電荷的離子。根據(jù)質(zhì)子和中子數(shù)量的不同，原子的類型也不同：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，電子決定了一個元素的化學(xué)性質(zhì)，并且對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，隨著人類認識的進步，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不停地作無規(guī)則運動。
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有相對的危害。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減少我們的傷害。但我們通常可以做的是盡量少用有原子能量的東西，這樣可以減少傷害了。要善于觀察和及時了解新的方法才可以更好地預(yù)防。
發(fā)展歷史
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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，而非實驗和實驗觀察。隨著時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，因為它能夠很簡明地闡述一些化學(xué)界的現(xiàn)象。
原子論是元素派學(xué)說中最簡明、最具科學(xué)性的一種理論形態(tài)。英國自然科學(xué)史家丹皮爾認為，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)說都更接近于現(xiàn)代觀點”。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,通常是把他們倆人的學(xué)說混在一起的。留基伯的學(xué)說由他的學(xué)生德謨克利特發(fā)展和完善,因此德謨克利特被公認為原子論的主要代表。
德謨克利特認為，萬物的本原或根本元素是“原子”和“虛空”。“原子”在希臘文中是“不可分”的意思。德謨克利特用這一概念來指稱構(gòu)成具體事物的最基本的物質(zhì)微粒。原子的根本特性是“充滿和堅實”，即原子內(nèi)部沒有空隙，是堅固的、不可入的，因而是不可分的。德謨克利特認為，原子是永恒的、不生不滅的；原子在數(shù)量上是無限的；原子處在不斷的運動狀態(tài)中，它的惟一的運動形式是“振動”，原子的體積微小，是眼睛看不見的，即不能為感官所知覺，只能通過理性才能認識。
經(jīng)過二十幾個世紀(jì)的探索，科學(xué)家在17世紀(jì)~18世紀(jì)通過實驗，證實了原子的真實存在。19世紀(jì)初英國化學(xué)家J.道爾頓在進一步總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出了具有近代意義的原子學(xué)說。這種原子學(xué)說的提出開創(chuàng)了化學(xué)的新時代，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。一個原子包含有一個致密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。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轉(zhuǎn)化而來，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，化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了物理學(xué)的根據(jù)：對于某些物質(zhì)，不能通過化學(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一步切分。量子力學(xué)原理能夠為原子提供很好的模型。
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，他認為物質(zhì)是由不同的“微粒”或原子自由組合構(gòu)成的，而并不是由諸如氣、土、火、水等基本元素構(gòu)成。恩格斯認為，波義耳是最早把化學(xué)確立為科學(xué)的化學(xué)家[3] 。
1803年，英語教師及自然哲學(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)合起來就形成了化合物。
道爾頓在《化學(xué)哲學(xué)新體系》中描述的原子
1827年，英國植物學(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候，發(fā)現(xiàn)它們進行著不規(guī)則運動，進一步證明了微粒學(xué)說。后來，這一現(xiàn)象被稱為為布朗運動。
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，粉碎了一直以來認為原子不可再分的設(shè)想。湯姆生認為電子是平均的分布在整個原子上的，就如同散布在一個均勻的正電荷的海洋之中，它們的負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，愛因斯坦提出了第一個數(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)角度遠遠大于使用湯姆生假設(shè)所預(yù)測值。盧瑟福根據(jù)這個金鉑實驗的結(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一樣圍繞著原子核。帶正電的氦離子在穿越原子核附近時，就會被大角度的反射。這就是原子核的核式結(jié)構(gòu)。
1913年，在進行有關(guān)對放射性衰變產(chǎn)物的實驗中，放射化學(xué)家弗雷德里克·索迪（Frederick Soddy）發(fā)現(xiàn)對于元素周期表中的每個位置，往往存在不只一種質(zhì)量數(shù)的原子。瑪格麗特·陶德創(chuàng)造了同位素一詞，來表示同一種元素中不同種類的原子。在進行關(guān)于離子氣體的研究過程中，湯姆生發(fā)明了一種新技術(shù)，可以用來分離不同的同位素，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因斯坦的量子化思想聯(lián)系起來，他認為電子應(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，而不是像先前認為那樣可以自由的向內(nèi)或向外移動。電子在這些固定軌道間躍遷時，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，德國化學(xué)家柯塞爾（Kossel）在考察大量事實后得出結(jié)論：任何元素的原子都要使最外層滿足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)就是兩個原子間電子的相互作用。
