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标题: [质子]原子的组成：原子核、质子、中子、电子，以及什么是同位素？ [打印本页]

作者: money 时间: 2021-7-22 01:07
标题: [质子]原子的组成：原子核、质子、中子、电子，以及什么是同位素？

原子是物质的基本单位。这个术语来自古希腊，“不可分割的”，这是因为人们曾经认为，原子是宇宙中最小的粒子、不能被分离。但是，现在我们知道，原子是由三个粒子组成的--质子、中子和电子，甚至还可以将它们分为更小的粒子，如夸克。

原子是在大爆炸137亿年后形成的。当这个炎热而密集的新生宇宙开始冷却时，这就为夸克和电子的形成创造了有利条件。夸克结合在一起会形成质子和中子，而这些粒子处于原子核中。根据欧洲核子研究中心的说法，这一切发生在宇宙诞生的最初几分钟内。
宇宙用了约38万年的时间才冷却到足以使电子减速，并使原子核能够捕获到它们的程度，这样就形成了我们的第一原子。最早的原子主要是氢和氦，它们是宇宙中最常见的元素。由于重力的作用，气体云的融合并形成恒星，当恒星发生爆炸后，更重的原子被创造出来，并“喷射”到宇宙中去。
原子这种粒子

质子和中子比电子重，它们位于原子的中心。电子非常轻，存在于环绕原子核的云中，电子云的半径约是原子核的10000倍。
质子和中子的质量大致相同。然而，一个质子重量超过1800个电子的重量。质子和中子的数量通常是相同的。在原子中添加一个质子就会产生一个新的元素，而添加一个中子就会产生一个同位素或一个较重的原子。
原子核
原子核是1911年由卢瑟福发现的。卢瑟福指出，在原子核中存在一个中性粒子，1932年质子，英国物理学家詹姆斯·查德威克也证实了这一点。
原子的全部质量几乎都集中在原子核上。构成原子核的质子和中子，其质量大致相同（质子的质量略小），并且角动量相同。

原子核是由“强相互作用”维持在一起的，它是自然界中四种基本力之一。质子和中子之间的这种作用力克服了一种斥力，根据电力的规律，这种斥力会使质子分开。有些原子核是不稳定的，因为粘合力会因原子核的大小而发生变化，这取决于原子核的大小。当原子核不稳定时，然后会分裂成其他元素，如碳-14，衰变为氮-14。

质子
质子是原子核中带正电荷的粒子。在1911年至1919年间，卢瑟福从电子束管实验中发现的它们。质子的质量比中子略小。
一个原子的质子数取决于它是什么元素。例如，一个碳原子有六个质子，一个氢原子有一个质子。原子中的质子数被称为该元素的原子序数，同时原子中，质子的数目也决定了一个元素的化学“行为”。在周期表中，这些元素按原子序的升序排列的。

一个质子是由三个夸克组成的，即：两个带正电的夸克和一个带负电的夸克。
电子
与质子和中子相比，电子是非常小的。它是由英国物理学家汤姆逊在1897年发现的。电子带负电荷质子，并被带正电的质子电吸引着。电子环绕着原子核并以圆形轨道旋转，这个想法是奥地利物理学家Erwin schrdinger在1920年代提出的。今天，这种模型被称为量子模型或电子云模型。
利用原子的电子构型和物理原理，化学家能够预测原子的性质，例如，稳定性、沸点和电导率等性质。一般来说，在化学中，只有外电子层是重要的。

中子
中子被用作比较，来发现质子和电子的相对质量。
1920年，卢瑟福提出了中子存在的理论。在1932年，詹姆斯查德威克发现了它。即：当薄薄的铍被原子“轰击”时，释放的无电荷亚原子粒子就会转化成中子。
中子是在所有原子核中发现的不带电粒子（氢-1除外）。中子的质量比质子的质量要大得多，和质子一样，中子也是由夸克组成的。
同位素
具有相同质子数、不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素。原子核中，中子的数量决定了这个元素的同位素。例如，氢有三种同位素——氕（1H）、氘（2H）、氚（3H）。氕或1H，是普通的氢，它有一个质子和一个电子，但没有中子；氘（D或2H），有一个质子、一个电子和一个中子；氚（3H或T），有一个质子、一个电子和两个中子。

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