所有原子的大小都一樣嗎?原子是絕對圓嗎?這裡有答案!

2020-12-04 醉心音樂

原子是長期以來人們認為的組成物質的最小單位,但隨著電子的發現,人們意識到原子也是可以再分的。通過湯姆孫,盧瑟福,玻爾等人的建立的早期的原子模型。現在我們普遍認同原子是由核外電子和原子核組成的。

而各個元素的原子的大小當然是不同的,從下面圖例,我們可以看出很清楚,隨著原子序數的增大,原子半徑也逐漸變大,但總體來說,各種元素原子的尺寸大小相差不超過量級。所以原子的大小不是都一樣的,有尺寸的分布。

原子的半徑和核外電子的多少,這是個競爭作用的關係。一方面當核電荷數增加了,其靜電作用力會使原子半徑變小,另一方面,當核外電子變多了,由於泡利不相容原理的限制,每一層上能夠排布的電子數目是確定的,每一次層也具有可容納電子數目。因此,隨著電子數的增加,所排列的層數也會增加,這直接會導致原子的半徑增加。總體從下圖看起來,核外電子數多的,其原子半徑會大一些。

所以泡利不相容原理保證了原子的多樣性,和這個世界的多變性。不然所有原子都會大小相似,這個世界會變得非常無趣。

至於第二問題,原子是不是絕對圓?原子本來就是由原子核和核外電子組成的,玻爾早前定義核外電子是沿著圓形軌道運行,後來和索末菲修成成了橢圓軌道。隨著量子力學的出現,核外電子,在不同區域出現的出現概率和範圍是不確定的,其經常出現的區域稱為電子云,形狀也不再是圓形。

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  • 黑洞力量到底有多大,能夠撕碎原子嗎?
    甚至有人問:黑洞裡的原子被撕碎了嗎? 答案是肯定的,黑洞不但撕碎了原子,還撕碎一切最小的粒子。宇宙中存在著三種緻密天體,即白矮星、中子星、黑洞,這三種天體都是以破壞原子結構為存在依據的。
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    人類在原子時代中認為原子是一個不可再分的實心小球,這也就是一個棗糕模型。但是在盧瑟福和他的學生研究中,在利用阿法粒子轟擊有幾個原子疊加厚度的金箔,只有少部分阿法粒子被反彈而已。這個結果與原先的棗糕模型完全不搭,這讓他們產生了質疑。
  • 在原子裡面,原子核和電子之間是絕對真空嗎?為什麼?
    先說答案,在原子裡面電子和原子核之間不是絕對真空。因為宇宙中壓根沒有絕對真空。真空本來指沒有任何實物粒子存在的空間,但正如上面所說,什麼都沒有的空間是不存在的,即絕對真空是不存在的。你把一個空間的氣體都趕跑,會發現經常有基本粒子在真空中出現又消失,無中生有。
  • 原子不是實心粒子,內部像太陽系一樣空曠?那存在實心的物質嗎?
    如果用宏觀世界中的經驗來看,原子內部絕大部分空間都是空的。可從微觀角度來看,由於物質的存在方式與我們所看到的宏觀現象不一樣,因此並不能認為大部分空間都是空的。所以這個問題暫時沒有明確的答案。下面來詳細介紹一下。人類對原子的認識之旅人們很早就認識到,物質是由微粒組成的。在很長的一段時間中,人們一直認為原子是不可分割的基本粒子,也就是實心粒子。
  • 為什麼天體和原子都是圓的?
    「小到分子原子,大到宇宙星球為什麼都是圓的?」這個問題本身就存在問題。星體確實存在很多球體的(如果非要槓一下,這些星體也不都是嚴格的球體),不過也不都是球形的。而原子,分子可都不是球體的。星體我們先從星體說起,實際上星體有很多都不是球體,我們舉個最近的例子,那就是奧陌陌。
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    關於這種定義,我要簡單說一下,在這種頂一下的「真空」,實際上,絕對真空是不可能存在的,即使是外太空都不是絕對的真空,而認為抽真空也沒辦法實現絕對的真空。那接下來,我們說一說原子內電子和原子核之間的是不是存在絕對的真空。
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    甚至有人問:黑洞裡的原子被撕碎了嗎?答案是肯定的,黑洞不但撕碎了原子,還撕碎一切最小的粒子。宇宙中存在著三種緻密天體,即白矮星、中子星、黑洞,這三種天體都是以破壞原子結構為存在依據的。白矮星這三種天體中,引力壓最小的是白矮星,質量只能維持在1.44個太陽以下,體積約地球大小,密度達到每立方釐米1~10噸左右。
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    我們就要仔細研究原子。在宇宙中,幾乎所有物質都是由原子構造的,無論是固體、液體還是氣體都與原子息息相關,其中當然也包括我和你。每個原子內含一個質子和中子構成的中央核心。質子攜帶一個正電荷,中子沒有電荷,因此原子核整體呈現正電荷。原子核外充斥著大量電子,電子攜帶負電荷,並圍繞原子核旋轉運動,形成了一層「圓殼」。
  • 如何量出一個原子的大小?
    小小的原子是物質的基本組成單位,地球上幾乎所有的物質都是由原子組成原子核是原子中心的一個很小區域,這裡幾乎構成了一個原子的全部質量,原子核外的其餘原子部分大都是空的。雖然電子質量佔比非常小,但它們決定了原子的大小。 原子半徑與測量 儘管原子的結構看似簡單,但一個孤立原子的確切大小很難描述,因為原子沒有確定的外邊界。