1、基本構成rnoleculriutronAprchjns化合物-原子-原子核-質子-夸克盡管原子的英文名稱（atom）本意是不能被進一步分割的最小粒子，但是，隨著 科學的發展，原子被認為是由電子、質子、中子（氫原子質子和電子構成）由構 成，它們被統稱為亞原子粒子。幾乎所有原子都含有上述三種亞原子粒子，但氕 （氫的同位素）沒有中子，其離子（失去電子后）只是一個質子。原子盡管很小，用化學方法不能再分，但用其他方法仍然可以再分，因為原子也 有一定的構成。原子是由中心的帶正電的原子核和核外帶負電的電子構成的（反 物質相反），原子核是由質子和中子兩種粒子構成的，電子在核外較大空間內做 高速運動。亞原子粒子

2、具有量子化特征和波粒二象性，公式表述為：入二h/p二h/mv，式中入 為波長，p為動量，h為普朗克常數（6.626X10-34 JS）m。電子在一個內部接近真空、兩端封有金屬電極的玻璃管通上高壓直流電，陰極一端便 會發出陰極射線。熒光屏可以顯示這種射線的方向，如果外加一個勻強電場，陰 極射線會偏向陽極；又若在玻璃管內裝上轉輪，射線可以使轉輪轉動。后經證實， 陰極射線是一群帶有負電荷的高速質點，即電子流。電子由此被發現13。電子是最早發現的亞原子粒子，到目前為止，電子是所有粒子中最輕的，只有 9,110一31kg，為氫原子的1/1836.152701（37），是密立根在1910年前后通過著名的“

3、油 滴實驗”做出的。電子帶有一個單位的負電荷，即4.8X10-19靜電單位或 1.6X10-19庫倫，其體積因為過于微小，現有的技術已經無法測量。現代物理學認為，電子屬于輕子的一種是構成物質的基本單位之一（另一種為夸 克14）。心齒宅攻;兄T牝藤了旦弟密曳氫原子的電子云圖像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于空 間的某一點，而只能指出它在原子核外某處出現的可能性（即幾率）的大小。電 子在原子核各處出現的幾率是不同的，有些地方出現的幾率大，有些地方出現的 幾率很小，如果將電子在核外各處出現的幾率用小黑點描繪出來（出現的幾率越 大，小黑點越密），那么便得到一種略具直

4、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。把核外電子出現幾率相等的地方連接起來，作為電子云的界面，使界面內電子云 出現的總幾率很大（例如90%或95%），在界面外的幾率很小，有這個界面所包 括的空間范圍，叫做原子軌道，這里的原子軌道與宏觀的軌道具有不同的含義。 原子軌道是薛定諤方程的合理解，薛定諤方程為一個二階偏微方程（6 2甲 /6 x2） + （0 2甲 /6 ”2） + （0 2甲 /6 z2）=-（8n 2）/（h2）（E-V）甲， 該方程的解甲是x、y、z的函數，寫成甲（x，y，z）。為了更形象地描述波函 數的意義，通常用球坐標來描述波函數，即甲（r

5、，0，?）=R（r）Y（。， ）， 這里R（r）函數是與徑向分布有關的函數，稱為徑向分布函數；Y（0，?）是與角 度分布有關的，稱為角度分布波函數1幻原子核主條目：原子核在a粒子散射實驗中，人們發現，原子的質量集中于一個很小且帶正電的物質 中，這就是原子核。原子核也稱作核子，由原子中所有的質子和中子組成，原子核的半徑約等于 1.07XA”1/3 fm，其中A是核子的總數。原子半徑的數量級大約是105fm，因此 原子核的半徑遠遠小于原子的半徑。組成原子核由質子與中子組成（氫原子核只有一個質子），中子和質子都是費米子的 一種，根據量子力學中的泡利不相容原理，不可能有完全相同的兩個費米子同時 擁有一

6、樣量子物理態。因此，原子核中的每一個質子都占用不同的能級，中子的 情況也與此相同。不過泡利不相容原理并沒有禁止一個質子和一個中子擁有相同 的量子態。質子（proton ）質子由兩個上夸克和一個下夸克組成，帶一個單位正電荷，質量是電子質量的 1836.152701(37)倍，為1.6726231(10)X 10 - 27kg，然而部分質量可以轉化為 原子結合能。質子及中子的內部結構(張嘉年)擁有相同質子數的原子是同一種元素，原子序數二質子數二核電荷數二核外電子數11。中子(neutron)中子是原子中質量最大的亞原子粒子，自由中子的質量是電子質量的1838.683662(40)倍，為 1.674

7、9286(10)X1027kg。中子和質子的尺寸相仿，均在2.5X1015m這一數量級，但它們的表面并沒能精確定義。中子由一個上夸克和兩個下夸克組成，兩種夸克的電荷相互抵銷，所以中子不顯 電性，但，認為“中子不帶電”的觀點是錯誤的。而對于某種特定的元素，中子數是可以變化的，擁有不同中子數的同種元素被稱 為同位素。中子數決定了一個原子的穩定程度，一些元素的同位素能夠自發進行 放射性衰變。核力(nuclear force)原子核被一種強力束縛在線度為1015m的區域內。由于質子帶正電，根據庫侖 定律，質子間的排斥作用本會使原子核爆裂，但，原子核中有一種力，把質子和 中子緊緊束縛在一起，這種力就是核

8、力。在一定距離內，核力遠遠大于靜電力， 克服核素圖& 了帶正電的質子間的相互排斥核力的作用范圍被稱作力程，作用范圍在2.5fm左右，最多不超過3fm6，即， 不能從一個原子核延伸到另一個原子核，因此，核力屬于短程力。核素（nuclide）具有相同質子數和中子數的原子核稱為核素，而用x軸表示質子數；用y軸表示 中子數所得到的圖像就被稱為核素圖，由圖可以發現，在xe（0, 1，2, 3,， 20）時，核素圖上的函數近似y=x，但隨著質子數的增加，質子間的庫侖斥力明 顯增強，原子核需要比往常更多的中子數維持原子核的未定，在xe（21，22， 23，112）時，函數近似為y=1.5x，中子數大于質子數們。結合能（energy of the nucleus在原子核中，將核子從原子核中分離做功消耗的能量，被稱為結合能。實驗發現， 任一原子核的質量總是小于其組成核子的質量和（這一差值被稱為質量虧損）， 因此，結合能可以由愛因斯坦質能方程原子核的平均結合能推算612：結合能二（原子核內所有質子、中子的靜止質量和-原子核靜止質量）x光速2平均結合能（binding e.o.t.n一個原子核中每個核子結合能的平均值被稱作平均結合能，計算公式為12每個核子的平均結合能二總結合能；核子數平均結合能越大