原子的定义是化学变化中的最小微粒。尽管原子的英文名称本意是不能被进一步分割的最小粒子,但是,随着科学的发展,原子被认为是由电子、质子、中子(氢原子由质子和电子构成)构成,它们被统称为亚原子粒子。
几乎所有原子都含有上述三种亚原子粒子,但氕(氢的同位素)没有中子,其离子(失去电子后)只是一个质子。原子的质量非常小,不停地作无规则运动,原子间有间隔,同种原子性质相同,不同种原子性质不相同。
原子的数量和发展
原子直径的数量级大约是10⁻¹⁰m。原子的质量极小,其数量级一般为10-27kg,质量主要集中在质子和中子上。
原子核外分布着电子,电子跃迁产生光谱,电子决定了一个元素的化学性质,并且对原子的磁性有着很大的影响。所有质子数相同的原子组成元素,每种元素大多有一种不稳定的同位素,可以进行放射性衰变。
原子最早是哲学上具有本体论意义的抽象概念,随着人类认识的进步,原子逐渐从抽象的概念逐渐成为科学的理论。原子核以及电子属于微观粒子,构成原子。而原子又可以构成分子。
以上内容参考 -原子
1 云霄飞车杀人事件(新一初登场,大家认识一些主要人物)
2 董事长千金绑架事件(1的情节延续)
3 偶像密室杀人事件(冲也洋子初登场)
9 天下一夜祭杀人事件(横沟警部初登场)
10 职业足球选手威胁事件(新一与小兰情感花絮1)
11 月光奏鸣曲杀人事件(tv版首个长篇)
12 步美绑架事件(搞笑的,一场误会)
19 六月新娘杀人事件(原子的初次推理(当然靠柯南的))
27-28 小五郎同学会杀人事件(上)(下)(毛利难得的清醒推理)
32 咖啡店杀人事件(妃英理初登场)
43 江户川柯南诱拐事件(工藤新一父母初登场)
48-49 外交官杀人事件(上)(下)(服部平次初登场,柯南第一次变回新一)
54 电玩公司杀人事件 (黑衣组织重要线索剧情,关于酒名与成员名,需求天才程序员for what?)(感谢SAND推荐)
57-58 福尔摩斯迷杀人事件(上)(下)(服部平次第二次登场,知道柯南身份)
76 柯南对怪盗基德(怪盗基德初登场,强烈推荐)
77-78 名门连续惨死事件(上)(下)(服部平次第三次登场,开始与柯南合作破案)
96 走投无路的名侦探--连续两大杀人事件(新一父母再次出现,柯南差点被小兰识破,群马县山村刑事初登场)
100-101 初恋情人回忆事件(上)(下)(新一与小兰的情感花絮2)
112 帝丹小学7大不可思议事件(搞笑的)
114-115 有氧潜水杀人事件(上)(下)(毛利小五郎与妃英理的情感花絮1)
116-117 推理小说家失踪事件(平次出现的集数)
118 浪花连续杀人事件(远山和叶(服部平次女友)初次登场,和叶父亲出登场)
128 黑衣组织10亿元抢夺事件(灰原哀姐姐香消玉陨)
129 来自黑衣组织的女子(大学教授杀人事件)(灰原哀初登场,吐血推荐)
130-131 竞技场无差别胁迫事件
(重看这部分,新一与组织半个世纪前的联系?自己当初都没有注意到这点,有点不甚明白。灰原对conan兴趣日增啊,囧)(感谢SAND推荐)
132-134 魔术爱好者杀人事件(怪盗基德第二次登场)
136-137 青色古城探索事件(上)(下)(步美与灰原就柯南的归属问题双方进行了亲切而友好的交谈)
141-142 结婚前夜的密室事件(上)(下)(柯南与服部再次合作办案)
146-147 本厅刑事的恋爱故事1
156-157 本厅刑事的恋爱故事2
205-206 本厅刑事的恋爱故事3
253-254 本厅刑事的恋爱故事4(高木与佐藤的恋爱故事本系列强烈推荐)
153-154 园子的夏日海滩冒险物语(上)(下)(原子认识京极真)
162 空中的密室&工藤新一首次推理(工藤新一在侦探界粉墨登场,办案中对小兰实施了性引诱(自己寒一个))
166-168 鸟取蜘蛛屋的怪物(平次相关案件,这个最囧的不是案件,是当年我看了166-167,学校comic上暂时没有168解决篇,愣是等到半年后才看到解决篇,瀑布寒)
170-171 黑暗中的死角杀人事件(上)(下)(新一与小兰,毛利与妃英理的情感花絮)
174 二十年后的杀机(法律追溯期最早是在这里学到的)(感谢SAND推荐)
176-178 与黑之组织的再会(重大情节进展,跳楼推荐)
180-181 红色的杀机夜想曲(内有少许情感花絮,结尾处)
184 诅咒的假面冷笑(SAND推荐,扫了一下后发现完全没有印象,不过案子本身不错,给conan配音的声优真是拿到长期饭票了,此外有其他名声优在某些集中会乱入-一般名声优配的龙套人设也会好些)(感谢SAND推荐)
188~193 命运的复活系列(看tv版如果不看这里的话就白看了,别的不用多说了)
196 看不见的凶器阿兰的初步推理
199-200 嫌疑犯毛利小五郎(上)(下)(妃英理为毛利首次解围)
208-209 通往迷宫的入口,巨大神像的愤怒(风光片,完整地看conan的话,除了能看到主线,八卦,更多的就是各地的风光与名胜)(感谢SAND推荐)
212-213 蘑菇,熊与侦探队(上)(下)(光彦对灰原有一点点动心)
217-218 目暮警官尘封的秘密(上)(下)(木暮警官的艳史)
219 名侦探的聚会!新一对怪盗基德(7个名侦探聚会)
220-221 充满谎言的委托人(上)(下)(服部平次母亲初登场)
222-224 人鱼失踪记(平和感情戏,重看后发现不是那么简单,关键词长生不老,游客花名册)(感谢彼岸的鱼、SAND推荐)
225 生意兴隆的秘密(柯南的推理的重大失败)
226-227 战斗游戏的陷阱(上)(下)(神秘英语老师登场)
228-229 充满杀意的陶艺教室(上)(下)(新一与小兰情感花絮)
230-231 谜一样的乘客(上)(下)(神秘男子登场)
238-239 大阪的3个K事件(从某种意义上来讲,平次是在填补新一的经常性缺位所导致的遗憾与怨念,干脆conan结束后再继续连载名侦探新一得了,感觉也挺有市场的)
240-241 新干线护送事件(这集真是八卦集合,新一与兰,高木和佐藤,当初第一次列清单居然漏掉了)(感谢 sada3379推荐)
242 元太少年的灾难(我昏,当年看的版本不好,居然把片尾曲后的重要段落给截了,推荐直接看最后的重要tip)(感谢SAND推荐)
258-259 来自芝加哥的男人(上)(下)(神秘男子二度登场,以及来自芝加哥的神秘男子)
263 大阪双重神秘浪花剑士和太阁之城(话说我对案件居然都不及一个一笔带过的配角-冲田,记得当时满心期待,居然没戏份了,orz。果然已经开始进入疲劳期了)(感谢SAND推荐)
264-265 法庭的对决 妃VS小五郎(上)(下)(妃英理法庭表现)
266-268 情人节的真相(新一与小兰,原子与京极真的情感花絮)
269-270 犯罪的纪念品(上)(下)(神秘男子相关)
271-272 急忙掩饰的忽略(上)(下)(英语教师相关)
277-278 英语教师VS西部名侦探(上)(下)
284 中华街雨中的似曾相识(上)
285 中华街雨中的似曾相识(下)
286 工藤新一NY事件(事件篇)
287 工藤新一NY事件(推理篇)
288 工藤新一NY事件(解决篇)(神秘男子的一点过去)
291-293 孤岛的公主与龙宫城(服部和叶与柯南小兰)
301-302 恶意和圣者的行进(上)(下)(佐藤与高木的感情戏,为1200万人质埋伏笔)
303 归来的受害者(光彦又对了一次,柯南……)
304 震动的警视厅 1200万人质(佐藤尘封的感情记忆,可在本厅刑事的恋爱故事系列1~4后观赏)
305-306 看不见的嫌疑犯(毛利小五郎难得又一次清醒推理)
307 无声的证据(上)
308 无声的证据(下)(为309-311提供背景资料)
309 同黑暗组织的接触(交涉篇)
310 同黑暗组织的接触(追迹篇)
311 同黑暗组织的接触(决死篇) (情节重大进展,恐怖的琴酒(金恩))
312-313 夕阳染红的女儿节人偶(上)(下)(步美的表白)
323-324 服部平次走投无路(上)(下)(服部对和叶的生死告白)
325-327 火焰中的红马(服部与柯南联合办案)
329-330 金钱买不到的友情(上)(下)(步美与灰原的双边关系达到新的高度)
333-334 相似的公主(上)(下)(妃英理与工藤有希子正面交锋)
335-336 东都显影所的秘密(上)(下) (追踪者步步紧逼)
338-339 四辆保时捷(上)(下)(紧逼者带来的疑惑,各方势力孰善孰恶)
340-341 厕所里隐藏的秘密(前篇)(后篇)(灰原哀的一点点过去)
343-344 便利店的陷阱(前篇)(后篇)(小兰发现了英语老师的一点点秘密)
345 与黑衣组织直面对决(自命运的复活后最重大的情节进展,吐血推荐,把各方神秘势力带给大家的疑惑都一一解答,真是峰回路转。为了更好的欣赏本集,建议观看者之前至少看过中华街雨中的似曾相识工藤新一NY事件,并且知道那些近期出现的各方神秘人物:英语教师、神秘男子)
346-347 寻找屁股上的印记
(案件本身不是重点,不过案件中步美的表现给了灰原决心,作为345重大事件的后续,值得观看。)
354-355 小小的委托人(conan严重吃醋,hoho)
356 基德的空中漫步怪盗基德的部分还是值得一看的,虽然和主线是不会有关的
357 恋人是春天的幻影小兰真是悲情的女人,要等到几时(我追conan要追到几时,>_<)
358-359 本厅刑事的恋爱故事5 (这个系列故事算是主线之外最吸引我的八卦故事了)
361-362 帝丹高中的学校怪谈
(真新出医生的回归,片中与片末关于主线的一些交待)
371 沉默的航线(前篇)(末段conan为什么会想到贝尔摩多,本山手机联系的谁?)
374-375 星星和香烟的暗号 (本山的旧友相关案件,貌似被误导了)
381-382 谁的推理秀 (难得见服部)
383 甲子园的恶魔 2小时特别篇 (平次和柯南的又一次合作)
386-387 斯特拉迪瓦里小提琴的不xx音
(关于贝尔摩多手机按键声的线索突破,主要在头和尾有涉及)
390-391 本厅刑事恋爱物语6 (推荐把本厅系列连着先一起看,反正也与主线无关,不用担心剧透)
394-396 奇异屋宇的大冒险(案件本身与主线无关,不过刚开始的7min有关,此外还有Kidd,可以看看)
398-400 奇妙一家的委托 + 心存疑惑的兰(由于一次疏忽,引发小兰的大疑惑,conan身份再次差点被揭穿,可怜又可爱的小兰)
401-402 宝石抢劫犯(关于帮助conan掩饰身份的后conan和灰原的对话,以及可怜的被由美利用的高木)
406-408 柯南和平次的推理魔术(推理会精彩一些,此外,感情戏……,发现到后期除了主线就看这个了)
411 神社牌楼的惊人暗号(conan也是男人啊,kaka)
418 米花町阁楼的房屋(conan的父母也是一对活宝)
421-422 银杏色的初恋(此情可待成追忆,只是当时已惘然。博士的初恋,很有看头啊)
425 黑暗组织伸出魔爪的瞬间(Cool!!新成员,新进展,呼吸加速,最后对狙很精彩,主线情节,推荐)
426 给兰的情书(感情戏,感情戏,恩)
427-428 充满神秘的上学之路(案情非重点,关键是最后的伏笔)
431 本厅刑警的恋爱物语7(从一次联谊引发的是是非非)
445 俄罗斯蓝毛的秘密(五郎猫,毛利与英理的感情戏,真是一对欢喜冤家,同期的剧场版也有这只猫)
449 本厅刑事的恋爱物语(介于7,8之间) 虚假的婚礼(看来大家都喜欢这一对,最近出现频率很高,conan的感情戏卖点之一)
453 因缘与友情的试映会(主线无关,星传……,conan真是紧扣形势,记得早些年还有韩日世界杯的)
462-465 黑衣组织的影子(系列)(主线剧情,案件本身不是重点。但是关于本堂瑛佑的身份越来越清晰了)
469-470 怪盗基德与四幅名画(KID相关案子)
472-473 工藤新一少年时的冒险 (主角迟迟变不大,只好拍点前传满足一下fans,不过这一话看点颇多,年轻时的毛利,妃英理,工藤优作等人,KID的命名之父的出处也在这一话有交待,推荐)
474 妃英理律师之恋(欢喜冤家的戏也看点之一)
479 与服部平次一起的三天 (2小时特别篇)
484-485 黑色照片的去向 (本堂瑛佑身份底细的进一步揭底)
486 从右至左的招财猫 (片头对话很囧啊,conan看得全一些的话就更能抓住一些这些人物间的微妙关系,可惜有的时候实在比较分散,哀fan可以一看)
487 本厅刑警的恋爱物语8 (充满误会的一对,全警察局的同事们也真是有够无聊的,难道适龄男警员们全都未婚)
489 法庭对决3 目击者是检察官(最近一年里玩了逆转裁判1~4,所以再来看法庭辩护类的剧情就特别有感觉,补充说明,妃英理的法庭系列前2部出现于264-265,297-298)
490 服部平次vs工藤新一 滑雪场的推理对决(早说最近流行拍前传,拍完小学的新一,又来拍初中时的新一,不过看看熟悉的角色的不同时期的扮相,也挺有意思的。强烈建议73让conan尽快结束,改连载新一少年版或者高中生版)
491~504 红与黑的碰撞系列 (又一黑衣组织重大剧情,柯南怀疑本堂瑛佑的身份,赤井秀一牺牲)
《瞳孔中的暗杀者》这是柯南(新一)向小兰告白的
《迷宫的十字路口》这个是服部和和叶的感情
《银翼的魔术师》这个是小兰的告白
《命的复活》兰看到柯南(那时她已猜到柯南就是新一)受伤,想都没想就输了400cc血给他,而且非常担心。
《陷入网中的谜团》,元太问柯南比较喜欢刚才的哪一个大姐姐,柯南说比起他们两个他还是比较喜欢后面穿蓝色条纹泳装的姐姐,后来发现原来那个人就是兰,这部就说明柯南比较喜欢兰那种类型吗?
《大阪的三个K事件中》,兰向新一最喜欢的足球运动员要来了签名球衣准备送给新一,柯南很感动,脸红了:她居然记得,我是卡提斯的球迷。
《松江玉造连句十四次比赛》,小五郎、兰、柯南一起去松江,行程由柯南安排。他们在宾馆里因为小五郎说错了当地流传的对子而认识了几个朋友晚上吃饭时,大家问起小五郎的行程后极力推荐当地的寺庙据说能测姻缘,因为大家都能看出兰有心上人,兰和柯南(也就是新一啦)两人都低下头脸红起来(彼此心照不宣的默契)第二天,兰兴致勃勃的去测姻缘,柯南看着兰期待又紧张的背影,皱着眉默默的在兰身后坐下,这时柯南又回到了新一的样子,(大帅哥再次难得"回乡过年",真是帅到无话可说啊!)忧郁的脸在心里说:所以我才不想让她来这里,兰,我不知道菩萨是怎么说的,但是我新一没有说下去,但是白痴都能知道新一接下去想说的话,当然这只是暂时的画面切换,新一当然还是柯南的样子,看着跑到自己身边的兰,开口想问测的姻缘结果如何,但是却没说出口(真是够能折磨人的)但是,很明显就有暗示彼此的情感,其一,新一不想让兰难过,所以没有计划去寺庙,这就证明兰在新一心中的地位,新一无时无刻都考虑着兰的感受其二,新一对兰有那么深刻的爱意,他担心兰会难过,他无奈自己什么都不能说,就算那句话没有说出口,也是尽在不言中而兰其实也是一样的,她来寺庙就是怀着对新一真挚的爱和无限的期盼
《爱与决断的破碎》,兰被绑架,柯南急得团团转,放弃了网球比赛(好像有点重色轻友)。
《情人节的真相》,情人节时,兰看着没法送出去的巧克力哭了,而一旁的柯南也很难受:看着心爱的人哭泣,却不能用自己的真实身份安慰他,真得很痛苦啊。兰哭累了,睡着了,乘兰睡觉时柯南给她披上外套,吃了桌上的巧克力,后来发来了问候的短消息
《急忙掩饰的忽略》,兰给新一发短信,结尾用了“XXX”,而后来苦艾酒又说过:An X means a kiss
《工藤新一NY事件》中,也都能体会到兰在那时才发觉自己喜欢上新一,那一次是很感人! 兰为了救罗斯胳膊擦伤了,而新一连忙找创可贴。
《本厅刑事恋爱物语4》结尾柯南的独白说明这小子把自己和兰看成了一对。
《夕阳染红的女儿节人偶》,柯南很温馨的回忆了小时候和兰一起摆人偶的事。
《疑惑的咖喱饭》,柯南因为不能发声,只能做手势,大家都不明白是什么意思,只有兰都猜对了意思,又是一次心有灵犀一点通呢。还有最后柯南带有歉意的手势:对不起,让你担心了。
《友情和杀意的关门海峡》出现了一个建筑叫恋人碑,在关门海峡的两岸,据说如果一对恋人分别把手放在两岸的恋人碑上,这对两人就会永远在一起,兰想起了新一,把手放在了恋人碑上,但她不知道在对岸,柯南也把手放在了恋人碑上。
《蜘蛛仙的阴谋》,当柯南和平次知道那个外国人带兰和和叶去的地方有危险,平次和柯南里马跑下楼要去通知她们,不过电话有人在用,两人都急得像热锅上的蚂蚁。
《孤岛的公文与龙宫城》,只不过有两个陌生人来和兰、和叶搭讪,柯南和平次就狂吃醋(唉!无语……我特崇拜柯南,吃醋功夫一等一,不过每天吃那么多醋,不知是否对胃不好呢?担心ing……)
《怪盗基德惊异的空中步行》,基德指责柯南没有梦想,后来柯南看到了来找自己的兰,在心中默默地说:其实我也有我自己的梦想……
《暗藏杀机的陶艺室》
兰准备送给新一的那个杯子,杯体上虽然写的是大笨蛋推理之介,但是我想那只是兰因为少女的羞涩之心写上去做掩饰的,毕竟她最好的朋友是一个很八婆的女人,真正她想说的话在杯底——我会一直等你,这句话表明了毛利兰对工藤新一的真心,柯南看到后也显得格外的高兴,我觉得这很好的说明了新一心里的感情所属。
《便利商店的陷阱》,兰遇到问题想到了新一,柯南居然感觉到了,又是一次超强的心电感应。新一因此不放心,打了个电话给兰。听到兰很伤心的声调,新一很着急。
《小小的委托人》,柯南默默在心里想:就是因为这样两人就永远失去了获得幸福的机会,我和兰这样的情况,我是不会让它成为未完成的。绝对!
后来那个童星要兰抱一下自己确定一下那颗痣的位置,柯南又狂吃醋。
《帝丹高中学校怪谈》
新一知道兰最怕鬼怪之类的东西,而下个星期兰马上要做值日时却碰到帝丹高中四处传出闹鬼的事(个人觉得铃木园子在里面大肆炒作才会出现的),新一为了消除兰的心魔去了帝丹高中,却让自己增加了一些多余的烦恼(这个可能有点牵强,但是我想身为一个侦探肯定不会相信所谓的闹鬼一说,一般情况下他实在没必要跑去那里)
376集《限时十五时》
这集比较好的体现了新一为保护毛利兰而奋不顾身的样子,如果不是为了自己喜欢的人
各位谈过恋爱的哀迷可以想想
《谁的推理秀》
这集虽然表面上说的是服部平次和远山和叶的打赌,但是新一看到兰也很想去歌剧院,也暗示服部平次故意输掉这次推理比赛。让自己喜欢的人赢,让他高兴一点,是所有恋爱的人都做过的事吧?
323-324平次和和叶被绑架
515怪盗基德的瞬间移动
472 工藤新一少年的冒险(前篇)
473 工藤新一少年的冒险(后篇) (小时候的新一和兰)
385 斯特拉迪瓦里小提琴的不和谐音(上) ストラディバリウスの不协和音(前奏曲)
386 斯特拉迪瓦里小提琴的不和谐音(中) ストラディバリウスの不协和音(间奏曲)
387 斯特拉迪瓦里小提琴的不和谐音(下) ストラディバリウスの不协和音(后奏曲) (初中时候的新一和兰)
适合对女生表白的天文学知识,比如洛希极限、触须星系、仙女座大星云、宇宙尘埃。
等你想和喜欢的女生表白的时候,就问她听过“洛希极限”吗?当地球经过木星轨道时,地球无法逃避木星强大的引力,于是地球开始慢慢地靠近木星,它们俩的距离越来越近,而地球可能会面临被撕毁的风险,即便是这样,地球还是摆脱不了这样的引力。简简单单的一段话,不要添加一些太过油腻的直白的表达。相信任何一个女生听完这一段应该都知道你在暗示什么了。如果她也喜欢你,相信她一定会记住当晚你说的这段浪漫的表白。
或者你问她听过触须星系吗?宇宙中有两个爱心形状的星系,它们叫触须星系,这对星系就像一对情侣拥抱在一起。可是它们不是天生就是这样的形状,它们的形成经过了9亿年的时间才变成今天的样子。最后教大家点缀一句,每对相扶到老的情侣都像这对触须星系,如果我是其中一个的话,我希望你是另一个。
你听过最大的河外星系仙女座大星云吗?它是距离银河系最近的螺旋星系,它就像是银河系的邻居,也像伴侣,它正在快速接近我们的银河系,银河系将来可能会和它融为一体,它们将会拥抱在一起,不分你我,在宇宙中跳上一段迄今为止时间最长的华尔兹。这段可以在你和喜欢的女生跳舞的时候用,挑准时机,会非常浪漫。
再来一个终极浪漫!表白之前,你可以问女生,你知道我们离开这个世界后会变成什么吗?然后告诉她,65万个小时后,我们会氧化成风,会变成宇宙中两粒尘埃,会变成宇宙中的原子。重点来了,接着说:“我希望,那时候我还能在你身边,我们就做宇宙中不会湮灭的尘埃,我就是你永远可以依偎的港湾。”结束,不要赘述太多,这些浪漫需要点到为止。
A.同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,Mg原子3s能级为全满稳定状态,能量较低,第一电离能高于Al的,故A正确;
B.同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,P元素原子3p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于S的,故B正确;
C.同主族自上而下第一电离能减小,故第一电离能K>Cs,故C错误;
D.同主族自上而下第一电离能减小,故第一电离能Br<Cl,故D正确,
故选:C.
光子和原子作用而使原子发生电离时,原子结构被破坏,因而不再遵守有关原子的结构理论。
当n=2时,氢原子的能量e2=-34 ev,所以处于n=3激发态的氢原子的电离能34ev,当该原子吸收具有37ev能量的光子后被电离,电离后电子的动能是37 ev-34 ev=03ev
原子是一种元素能保持其化学性质的最小单位。一个正原子包含有一个致密的原子核及若干围绕在原子核周围带负电的电子。而负原子的原子核带负电,周围的负电子带正电。正原子的原子核由带正电的质子和电中性的中子组成。负原子原子核中的反质子带负电,从而使负原子的原子核带负电。当质子数与电子数相同时,这个原子就是电中性的;否则,就是带有正电荷或者负电荷的离子。根据质子和中子数量的不同,原子的类型也不同:质子数决定了该原子属于哪一种元素,而中子数则确定了该原子是此元素的哪一个同位素。 原子构成分子而分子组成物质中同种电荷相互排斥,不同种电荷相互吸引。 化学变化中的最小微粒。
注意:原子是构成物质的最小粒子是不对的,原子又可以分为原子核与核外电子,原子核又由质子和中子组成,而质子数正是区分各种不同元素的依据质子和中子还可以继续再分所以原子不是构成物质的最小粒子,但原子是化学反应中的最小粒子。 ①原子的质量非常小 。
②不停地作无规则运动。
③原子间有间隔。
④同种原子性质相同,不同种原子性质不相同。 关于物质是由离散单元组成且能够被任意分割的概念流传了上千年,但这些想法只是基于抽象的、哲学的推理,而非实验和实验观察。随着时间的推移以及文化及学派的转变,哲学上原子的性质也有着很大的改变,而这种改变往往还带有一些精神因素。尽管如此,对于原子的基本概念在数千年后仍然被化学家们采用,因为它能够很简明地阐述一些化学界的现象。
原子论是元素派学说中最简明、最具科学性的一种理论形态。英国自然科学史家丹皮尔认为,原子论在科学上“要比它以前或以后的任何学说都更接近于现代观点”。原子论的创始人是古希腊人留基伯(公元前500~约公元前440年),他是德谟克利特的老师。古代学者在论及原子论时,通常是把他们俩人的学说混在一起的。留基伯的学说由他的学生德谟克利特发展和完善,因此德谟克利特被公认为原子论的主要代表。
德谟克利特认为,万物的本原或根本元素是“原子”和“虚空”。“原子”在希腊文中是“不可分”的意思。德谟克利特用这一概念来指称构成具体事物的最基本的物质微粒。原子的根本特性是“充满和坚实”,即原子内部没有空隙,是坚固的、不可入的,因而是不可分的。德谟克利特认为,原子是永恒的、不生不灭的;原子在数量上是无限的;原子处在不断的运动状态中,它的惟一的运动形式是“振动”;原子的体积微小,是眼睛看不见的,即不能为感官所知觉,只能通过理性才能认识。
经过二十几个世纪的探索,科学家在17世纪~18世纪通过实验,证实了原子的真实存在。19世纪初英国化学家J道尔顿在进一步总结前人经验的基础上,提出了具有近代意义的原子学说。这种原子学说的提出开创了化学的新时代,他解释了很多物理、化学现象。
原子是一种元素能保持其化学性质的最小单位。一个原子包含有一个致密的原子核及若干围绕在原子核周围带负电的电子。原子核由带正电的质子和电中性的中子组成。原子是化学变化的最小粒子,分子是由原子组成的,许多物质是由原子直接构成的。
原子的英文名是从希腊语转化而来,原意为不可切分的。很早以前,希腊和印度的哲学家就提出了原子的不可切分的概念。17和18世纪时,化学家发现了物理学的根据:对于某些物质,不能通过化学手段将其继续的分解。19世纪晚期和20世纪早期,物理学家发现了亚原子粒子以及原子的内部结构,由此证明原子并不是不能进一步切分。量子力学原理能够为原子提供很好的模型。 1661年,自然哲学家罗伯特·波义耳出版了《怀疑的化学家》(The Sceptical Chymist)一书,他认为物质是由不同的“微粒”或原子自由组合构成的,而并不是由诸如气、土、火、水等基本元素构成。恩格斯认为,波义耳是最早把化学确立为科学的化学家 。
1789年,法国科学家拉瓦锡定义了原子一词,从此,原子就用来表示化学变化中的最小的单位。
1803年,英语教师及自然哲学家约翰·道尔顿(John Dalton)用原子的概念解释了为什么不同元素总是呈整数倍反应,即倍比定律(law of multiple proportions);也解释了为什么某些气体比另外一些更容易溶于水。他提出每一种元素只包含唯一一种原子,而这些原子相互结合起来就形成了化合物。
1827年,英国植物学家罗伯特·布朗(Botanist Robert Brown)在使用显微镜观察水面上灰尘的时候,发现它们进行着不规则运动,进一步证明了微粒学说。后来,这一现象被称为为布朗运动。
1877年,德绍尔克思(J Desaulx)提出布朗运动是由于水分子的热运动而导致的。
1897年,在关于阴极射线的工作中,物理学家约瑟夫·汤姆生(JJThomsom)发现了电子以及它的亚原子特性,粉碎了一直以来认为原子不可再分的设想。汤姆生认为电子是平均的分布在整个原子上的,就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中,它们的负电荷与那些正电荷相互抵消。这也叫做葡萄干蛋糕模型(枣核模型)。
1905年,爱因斯坦提出了第一个数学分析的方法,证明了德绍尔克思的猜想。
1909年,在物理学家欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)的指导下,菲利普·伦纳德(PEALenard)用氦离子轰击金箔。发现有很小一部分离子的偏转角度远远大于使用汤姆生假设所预测值。卢瑟福根据这个金铂实验的结果指出:原子中大部分质量和正电荷都集中在位于原子中心的原子核当中,电子则像行星围绕太阳一样围绕着原子核。带正电的氦离子在穿越原子核附近时,就会被大角度的反射。这就是原子核的核式结构。
1913年,在进行有关对放射性衰变产物的实验中,放射化学家弗雷德里克·索迪(Frederick Soddy)发现对于元素周期表中的每个位置,往往存在不只一种质量数的原子。玛格丽特·陶德创造了同位素一词,来表示同一种元素中不同种类的原子。在进行关于离子气体的研究过程中,汤姆生发明了一种新技术,可以用来分离不同的同位素,最终导致了稳定同位素的发现 ;同年,物理学家尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)重新省视了卢瑟福的模型,并将其与普朗克及爱因斯坦的量子化思想联系起来,他认为电子应该位于原子内确定的轨道之中,并且能够在不同轨道之间跃迁,而不是像先前认为那样可以自由的向内或向外移动。电子在这些固定轨道间跃迁时,必须吸收或者释放特定的能量。这种电子跃迁的理论能够很好的解释氢原子光谱中存在的固定位置的线条 ,并将普朗克常数与氢原子光谱的里德伯常量取得了联系。
1916年,德国化学家柯塞尔(Kossel)在考察大量事实后得出结论:任何元素的原子都要使最外层满足8电子稳定结构 。路易士发现化学键的本质就是两个原子间电子的相互作用。
1919年,物理学家卢瑟福在α粒子(氦原子核)轰击氮原子的实验中发现质子 。弗朗西斯·威廉·阿斯顿(Francis William Aston)使用质谱证实了同位素有着不同的质量,并且同位素间的质量差都为一个整数,这被称为整数规则。美国化学家欧文·朗缪尔提出原子中的电子以某种性质相互连接或者说相互聚集。一组电子占有一个特定的电子层。
1923年,美国化学家吉尔伯特·牛顿·路易斯(GNLewis)发展了柯赛尔的理论,提出共价键的电子对理论 。路易斯假设:在分子中来自于一个原子的一个电子与另一个原子的一个电子以“电子对”的形式形成原子间的化学键。这在当时是一个有悖于正统理论的假设,因为库仑定律表明,两个电子间是相互排斥的,但路易斯这种设想很快就为化学界所接受,并导致原子间电子自旋相反假设的提出 。
1926年,薛定谔(Erwin Schrödinger)使用路易斯·德布罗意(Louis de Broglie)于1924年提出的波粒二象性的假说,建立了一个原子的数学模型,用来将电子描述为一个三维波形。但是在数学上不能够同时得到位置和动量的精确值。沃纳·海森堡(Werner Heisenberg)提出了著名的测不准原理。这个概念描述的是,对于测量的某个位置,只能得到一个不确定的动量范围,反之亦然。尽管这个模型很难想像,但它能够解释一些以前观测到却不能解释的原子的性质,例如比氢更大的原子的谱线。因此,人们不再使用玻尔的原子模型,而是将原子轨道视为电子高概率出现的区域(电子云) 。质谱的发明使得科学家可以直接测量原子的准确质量。该设备通过使用一个磁体来弯曲一束离子,而偏转量取决于原子的质荷比。弗朗西斯·阿斯顿使用质谱证实了同位素有着不同的质量,并且同位素间的质量差都为一个整数,这被称为整数规则。
1930年,科学家发现,α射线轰击铍-9时,会产生一种电中性,拥有极强穿透力的射线。最初,这被认为是γ射线。
1932年,约里奥·居里夫妇发现,这种射线能从石蜡中打出质子;同年,卢瑟福的学生詹姆斯·查得威克(James Chadwick)认定这就是中子 ,而同位素则被重新定义为有着相同质子数与不同中子数的元素。
1950年,随着粒子加速器及粒子探测器的发展,科学家们可以研究高能粒子间的碰撞。他们发现中子和质子是强子的一种,由更小的夸克微粒构成。核物理的标准模型也随之发展,能够成功的在亚原子水平解释整个原子核以及亚原子粒子之间的相互作用。
1985年,朱棣文及其同事在贝尔实验室开发了一种新技术,能够使用激光来冷却原子。威廉·丹尼尔·菲利普斯团队设法将纳原子置于一个磁阱中。这两个技术加上由克洛德·科昂-唐努德日团队基于多普勒效应开发的一种方法,可以将少量的原子冷却至微开尔文的温度范围,这样就可以对原子进行很高精度的研究,为玻色-爱因斯坦凝聚的发现奠定了基础 。
历史上,因为单个原子过于微小,被认为不能够进行科学研究。2012年,科学家已经成功使用一单个金属原子与一个有机配体连接形成一个单电子晶体管。 在一些实验中,通过激光冷却的方法将原子减速并捕获,这些实验能够带来对于物质更好的理解。 道尔顿的原子模型
英国自然科学家约翰·道尔顿将古希腊思辨的原子论改造成定量的化学理论,提出了世界上第一个原子的理论模型。他的理论主要有以下四点 :
①所有物质都是由非常微小的、不可再分的物质微粒即原子组成。
②同种元素的原子的各种性质和质量都相同,不同元素的原子,主要表现为质量的不同。
③原子是微小的、不可再分的实心球体。
④原子是参加化学变化的最小单位,在化学反应中,原子仅仅是重新排列,而不会被创造或者消失。
虽然,经过后人证实,这是一个失败的理论模型,但道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中,明确了今后化学家们努力的方向,化学真正从古老的炼金术中摆脱出来,道尔顿也因此被后人誉为“近代化学之父”。
葡萄干布丁模型(枣糕模型)
葡萄干布丁模型(枣糕模型)由汤姆生提出,是第一个存在着亚原子结构的原子模型。
汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干布丁模型(枣核模型),汤姆生认为 :
①正电荷像流体一样均匀分布在原子中,电子就像葡萄干一样散布在正电荷中,它们的负电荷与那些正电荷相互抵消。
②在受到激发时,电子会离开原子,产生阴极射线。
汤姆生的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验(散射实验),否认了葡萄干布丁模型(枣糕模型)的正确性。
土星模型
在汤姆生提出葡萄干布丁模型同年,日本科学家提出了土星模型,认为电子并不是均匀分布,而是集中分布在原子核外围的一个固定轨道上 。
行星模型
行星模型由卢瑟福在提出,以经典电磁学为理论基础,主要内容有 :
①原子的大部分体积是空的。
②在原子的中心有一个体积很小、密度极大的原子核。
③原子的全部正电荷在原子核内,且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行高速的绕核运动。
随着科学的进步,氢原子线状光谱的事实表明行星模型是不正确的。
玻尔的原子模型
为了解释氢原子线状光谱这一事实,卢瑟福的学生玻尔接受了普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。玻尔原子结构模型的基本观点是 :
①原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道(orbit)上绕原子核运动,不辐射能量。
②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量(E),且能量是量子化的,轨道能量值依n(1,2,3,。)的增大而升高,n称为量子数。而不同的轨道则分别被命名为K(n=1)、L(n=2)、M(n=3)、N(n=4)、O(n=5)、P(n=6)、Q(n=7)。
③当且仅当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来,就形成了光谱。
玻尔的原子模型很好的解释了氢原子的线状光谱,但对于更加复杂的光谱现象却无能为力。
现代量子力学模型
物理学家德布罗意、薛定谔和海森堡等人,经过13年的艰苦论证,在现代量子力学模型在玻尔原子模型的基础上很好地解释了许多复杂的光谱现象,其核心是波动力学。在玻尔原子模型里,轨道只有一个量子数(主量子数),现代量子力学模型则引入了更多的量子数(quantum number) 。
①主量子数(principal quantum number),主量子数决定不同的电子亚层,命名为K、L、M、N、O、P、Q。
②角量子数(angular quantum number),角量子数决定不同的能级,符号“l”共n个值(1,2,3,n-1),符号用s、p、d、f、g,表示对多电子原子来说,电子的运动状态与l有关。
③磁量子数(magnetic quantum number)磁量子数决定不同能级的轨道,符号“m”(见下文“磁矩”)。仅在外加磁场时有用。“n”“l”“m”三个量确定一个原子的运动状态。
④自旋磁量子数(spin mqn)处于同一轨道的电子有两种自旋,即“↑↓”自旋现象的实质还在探讨当中。
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