原子是由電子、質子、中子(氫原子由質子和電子構成)構成。原子直徑的數量級大約是10^(-10)m,質子和中子的尺寸相仿,均在2.5×10^(-15)m這一數量級,而電子的直徑在電子10^(-16)m的數量級。
可以看出來質子、中子和電子加起來距離整個原子尺寸還差約10^(5)倍。似乎原子絕大部分都是「空的」。而由原子組成的萬物卻並不是「空的」。
原子核與電子之間存在大量「空白空間」的說法是錯誤的,或至少有誤導性。這個概念來自玻爾模型。我們學習原子物理時接觸的第一個原子模型。玻爾接受了普朗克的量子論和愛因斯坦的光子概念在行星模型的基礎上提出了核外電子分層排布的原子結構模型。
玻爾的原子模型很好地解釋了氫原子的線狀光譜,但對於更加複雜的光譜現象卻無能為力。
現代量子力學模型在玻爾原子模型的基礎上很好地解釋了許多複雜的光譜現象,其核心是波動力學。在玻爾原子模型裡,軌道只有一個量子數(主量子數),現代量子力學模型則引入了更多的量子數。
電子具有波粒二象性,不能像描述普通物體運動那樣,肯定他在某一瞬間處於空間的某一點,而只能指出它在原子核外某處出現的可能性(即機率)的大小。如果將電子在核外各處出現的機率用小黑點描繪出來(出現的機率越大,小黑點越密),那麼便得到一種略具直觀性的圖像。這些圖像中,原子核仿佛被帶負電荷的電子云物所籠罩,故稱電子云。電子在原子核周圍形成類似雲的形狀,可以認為雲很濃/很滿。認為原子幾乎是空的是一種誤導。
當然還有其他方面來解釋原子「空」而萬物「不空」。原子「空」,只是一種假象。
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