物理科学导论/原子
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原子是物质的最小单位,仍然保留着元素形式。原子在空间中很少单独存在,更可能与其他原子组合在一起形成分子。分子是由原子组成的,这些原子形成纯元素(所有原子都是同一类型)或化合物(分子内不同类型原子的混合物)。原子通常被描述为一个透明的球体,包含一个原子核及其附属电子。透明球体是原子壁。
原子包含几个组成粒子。
- 质子 - 一个核粒子,原子量为 1au,带正电荷
- 中子 - 一个核粒子,原子量为 1au,带中性电荷
- 电子 - 一个核粒子,原子量为 0.0009au,带负电荷
虽然质子和中子总是集中在中心的原子核中,但电子在电子云中的电子层中绕核运行
它包含质子(质量为一个原子单位,带正电荷的粒子)和中子(质量为一个原子单位,带中性电荷的粒子)。原子核是原子中最重的部分,包含原子质量的 99.99%。原子的第二部分是电子云,它由几个电子层组成。
右边这幅图是氦-2 原子的图。它包含 2 个质子(红色圆圈)、2 个中子(绿色圆圈)和 2 个电子(黄色圆圈)。在一个原子中,质子的数量必须等于中子的数量,否则原子会坍塌。
这个原子是普通氦或氦-2。氦-2 是氦的第一种,也是最稳定的同位素。同位素在原子名称中用元素后面的数字表示,该数字始终等于单个该同位素原子中的中子数量。中子是唯一可以添加或去除的粒子,而不会改变元素的性质。然而,改变物质的同位素可以改变更小的特征。改变铀的同位素不能使它成为气体,但它可以使铀更具放射性,例如。当一个粒子被赋予比核力在原子内所能容纳的更多的中子时,它们开始被释放。根据元素的不同,这个过程可能需要几毫秒到几百万年的时间。这种中子损失的时间称为半衰期,而损失粒子的过程称为衰变。具有这种衰变的同位素被称为不稳定同位素。不稳定同位素通常会衰变,直到它们达到再次稳定的点。然而,有些元素没有稳定的同位素,因此会继续衰变,在这个过程中损失质子和电子,从而创造出一个更轻、更稳定的元素。