物理科學導論/原子
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原子是物質的最小單位,仍然保留著元素形式。原子在空間中很少單獨存在,更可能與其他原子組合在一起形成分子。分子是由原子組成的,這些原子形成純元素(所有原子都是同一型別)或化合物(分子內不同型別原子的混合物)。原子通常被描述為一個透明的球體,包含一個原子核及其附屬電子。透明球體是原子壁。
原子包含幾個組成粒子。
- 質子 - 一個核粒子,原子量為 1au,帶正電荷
- 中子 - 一個核粒子,原子量為 1au,帶中性電荷
- 電子 - 一個核粒子,原子量為 0.0009au,帶負電荷
雖然質子和中子總是集中在中心的原子核中,但電子在電子雲中的電子層中繞核執行
它包含質子(質量為一個原子單位,帶正電荷的粒子)和中子(質量為一個原子單位,帶中性電荷的粒子)。原子核是原子中最重的部分,包含原子質量的 99.99%。原子的第二部分是電子雲,它由幾個電子層組成。
右邊這幅圖是氦-2 原子的圖。它包含 2 個質子(紅色圓圈)、2 箇中子(綠色圓圈)和 2 個電子(黃色圓圈)。在一個原子中,質子的數量必須等於中子的數量,否則原子會坍塌。
這個原子是普通氦或氦-2。氦-2 是氦的第一種,也是最穩定的同位素。同位素在原子名稱中用元素後面的數字表示,該數字始終等於單個該同位素原子中的中子數量。中子是唯一可以新增或去除的粒子,而不會改變元素的性質。然而,改變物質的同位素可以改變更小的特徵。改變鈾的同位素不能使它成為氣體,但它可以使鈾更具放射性,例如。當一個粒子被賦予比核力在原子內所能容納的更多的中子時,它們開始被釋放。根據元素的不同,這個過程可能需要幾毫秒到幾百萬年的時間。這種中子損失的時間稱為半衰期,而損失粒子的過程稱為衰變。具有這種衰變的同位素被稱為不穩定同位素。不穩定同位素通常會衰變,直到它們達到再次穩定的點。然而,有些元素沒有穩定的同位素,因此會繼續衰變,在這個過程中損失質子和電子,從而創造出一個更輕、更穩定的元素。