俗话说,麻雀虽小,五脏俱全。原子虽然非常小,但内部的构造却很复杂。
我们知道,太阳系的中心是太阳,太阳周围的大小行星在围绕太阳不断运动。原子好像一个太阳系,它的中心,是原子核,在原子核周围,有一定数目的带负电的电子在不断运动。原子核的体积很小,假如把一个原子放大到篮球那么大,原子核也比针尖还小,但是原子核却集中了差不多整个原子的质量。氢原子核是最小的原子核,它的质量是电子质量的1836倍。
原子核体积虽小,仍是一个复杂的集体,它由两种更小的微粒组成,这两种微粒是质子和中子。质子和中子的质量相同,质子带正电,中子不带电。不同类原子核中含有不同数目的质子和中子。
氢原子的原子核是最小的原子核,仅由一个质子组成,在氢原子核中没有中子。惰性气体氦的原子核是由两个质子和两个中子组成。氧原子核是由8个质子和8个中子组成的。
一个原子核中所含质子的数目,叫做核电荷数。核电荷数相同的同一类原子称为一种元素。自然界的各种元素,按它们的核电荷数排列,核电荷数为几就称作第几号元素。例如氢是第一号元素。氦是第二号元素,氧是第八号元素,等等。
氧原子的核电荷数是8,在原子核外运动的电子也是8个,带正电的原子核和带负电的电子相互吸引,形成了原子。原子核的正电荷和电子的负电荷相等,所以整个原子是不带电的。在化学反应中,原子核不发生变化,只是核外的部分电子发生变化。
原子结构的内容太多了,你要问什么问题?如果仅就原子的结构,那就是原子是由原子核和电子组成,原子核位于原子的中心,外围是电子围绕原子核运动。而电子的运动是在原子轨道中做不规则运动。比如氢原子有一个原子核和一个电子组成,原子核位于整个原子的中心,核外有一个电子,这个电子在正常情况下在一个球形的轨道中坐不规则的运动,这就是氢原子的结构。
与此同时,两位物理学家正在用不同的方法探究原子核。一位是戈佩特·梅耶,1930年她在格丁根大学完成博士论文,同年与美国物理学家乔·梅耶结婚。结婚不久,迈耶夫妇迁到美国,乔·梅耶在约翰·霍普金斯大学找到了一份工作。这时美国正处于大萧条的初期,找工作不是一件容易的事情,而戈佩特·梅耶的领域是量子物理学,在美国尚未得到充分认识。
不允许亲属同时任职的校规不利于她获取职务,也有可能为偏见找到一个借口,她不能够在这所大学里找到带薪岗位。取而代之的是,约翰·霍普金斯大学给了她一个“自愿合作者”的岗位,一种临时研究者的身份,只有一点点薪水。后来她又在其他几所大学教书,都是无薪的。其中包括哥伦比亚大学、沙拉·劳伦斯学院、芝加哥大学、恩利科·费米核研究所。她还在曼哈顿工程中担任研究科学家,和泰勒一起工作,到阿贡国家实验室当高级物理学家。这戈佩特-梅耶是赢得诺贝尔奖物理学奖的第一位美国妇女(也是历史上第二位获得诺贝尔状的妇女)。时正值犹太科学家纷纷逃亡的年代,因为他们在国内已被剥夺公民权利,为了躲避德国与法西斯意大利的大屠杀,许多人来到了美国。结果,像戈佩特-梅耶和费恩曼这样的年轻科学家有机会在他们的领域里最杰出的一些科学家面前亮相,特别是在纽约和芝加哥。
戈佩特·梅耶在芝加哥附近的阿贡国家实验室的身份是半日制研究人员,她开始研究原子核和稳定同位素的结构,稳定同位素即使在放射性衰变的过程中也不会分裂。她通过与芝加哥大学的实验物理学家合作取得了阿贡回旋加速器的经验数据。她收集和分析统计资料,并且得出结论,认为质子或中子的某些数目似乎与稳定同位素一致,特别是2、20、28、50、82和126,她称之为“幻数”。经过进一步研究,她发表了一个假说,大意是说:原子核中的粒子就像电子那样,在壳层中围绕着中心旋转,这些壳层就“像洋葱的精致外壳,中心没有东西”。
与费米的一次谈话启发了她想到自旋轨道耦合,于是她直觉地看到了她的幻数和核结构之间的关系。自旋轨道耦合涉及沿轴旋转的质子和中子,有的顺时针旋转,有的逆时针旋转。某一自旋方向能量略微小些,这一差别可以解释幻数。她的结论是,原子核是由一层层质子一中子壳层组成,靠复杂的作用力保持各自的位置。1950年戈佩特·梅耶发表了两篇论文讨论她的理论。这一年晚些时候,她访问了詹森(Hans Jensen,1907—1973),詹森也同时提出了原子核的壳层理论。他们决定合作写一本书,详细说明原子核的结构。1960年,戈佩特·梅耶成为圣地亚哥加州大学物理学教授。1963年詹森、戈佩特·梅耶和维格纳(Eugene Paul Wigner,1902—1995)一起分享诺贝尔物理学奖。
俗话说,麻雀虽小,五脏俱全。原子虽然非常小,但内部的构造却很复杂。
我们知道,太阳系的中心是太阳,太阳周围的大小行星在围绕太阳不断运动。原子好像一个太阳系,它的中心,是原子核,在原子核周围,有一定数目的带负电的电子在不断运动。原子核的体积很小,假如把一个原子放大到篮球那么大,原子核也比针尖还小,但是原子核却集中了差不多整个原子的质量。氢原子核是最小的原子核,它的质量是电子质量的1836倍。
原子核体积虽小,仍是一个复杂的集体,它由两种更小的微粒组成,这两种微粒是质子和中子。质子和中子的质量相同,质子带正电,中子不带电。不同类原子核中含有不同数目的质子和中子。
氢原子的原子核是最小的原子核,仅由一个质子组成,在氢原子核中没有中子。惰性气体氦的原子核是由两个质子和两个中子组成。氧原子核是由8个质子和8个中子组成的。
一个原子核中所含质子的数目,叫做核电荷数。核电荷数相同的同一类原子称为一种元素。自然界的各种元素,按它们的核电荷数排列,核电荷数为几就称作第几号元素。例如氢是第一号元素,氦是第二号元素,氧是第八号元素,等等。
氧原子的核电荷数是8,在原子核外运动的电子也是8个,带正电的原子核和带负电的电子相互吸引,形成了原子。原子核的正电荷和电子的负电荷相等,所以整个原子是不带电的。在化学反应中,原子核不发生变化,只是核外的部分电子发生变化。
原子由原子核(质子和中子)和绕核运动的电子组成。
原子指化学反应不可再分的基本微粒,原子在化学反应中不可分割。但在物理状态中可以分割。
原子构成一般物质的最小单位,称为元素。已知的元素有119种。
原子的大小主要是由最外电子层的大小所决定的。
原子直径的数量级大约是10?1?m。原子的质量极小,一般为-27次幂,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。
扩展资料:
性质
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。
参考资料:百度百科-原子
原子非常小,以碳(C)原子为例, 其直径约为140pm(皮米),但通常以半径记录,在以毫米(mm)为单位的情况下,直径为1.4X10^-7mm,是由位于原子中心的原子核和一些微小的电子组成的,这些电子绕着原子核的中心运动,就像太阳系的行星绕着太阳运行一样。并且原子与宇宙任何黑色粒子相同。
构成原子的结构粒子之间的数量关系
①质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
②质子数=核电荷数=原子核外电子数=原子序数
注意:中子决定原子种类(同位素),质量数决定原子的近似相对原子质量,质子数(核电荷数)决定元素种类;原子最外层电子数决定整个原子显不显电性,也决定着主族元素的化学性质。
从英国化学家和物理学家道尔顿(J.John Dalton ,1766~1844)创立原子学说以后,很长时间内人们都认为原子就像一个小得不能再小的玻璃实心球,里面再也没有什么花样了。
从1869年德国科学家希托夫发现阴极射线以后,克鲁克斯、赫兹、勒纳、汤姆生等一大批科学家研究了阴极射线,历时二十余年。最终,汤姆生(Joseph John Thomson)发现了电子的存在。通常情况下,原子是不带电的,既然从原子中能跑出比它质量小1700倍的带负电电子来,这说明原子内部还有结构,也说明原子里还存在带正电的东西,它们应和电子所带的负电中和,使原子呈中性。
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)只是一个质子。
在物理学标准模型理论中,质子和中子都由名叫夸克的基本粒子构成。
夸克是费米子的一种,也是构成物质的两个基本组分之一。
另外一个基本组份被称作是轻子,电子就是轻子的一种。
夸克共有六种,每一种都带有分数的电荷,不是+2/3就是-1/3。质子就是由两个上夸克和一个下夸克组成,而中子则是由一个上夸克和两个下夸克组成。
这个区别就解释了为什么中子和质子电荷和质量均有差别。夸克由强相互作用结合在一起的,由胶子作为中介。胶子是规范玻色子的一员,是一种用来传递力的基本粒子。
原子半径:
原子没有一个精确定义的最外层,通常所说的原子半径是根据相邻原子的平均核间距测定的。
共价半径:
我们测得氯气分子中两个Cl原子的核间距为1.988Α,就把此核间距的一半,即0.994Α定为氯原子的半径,此半径称为共价半径。共价半径为该元素单质键长的一半。
金属半径:
另外,我们也可以测得金属单质比如铜中相邻两个铜原子的核间距,其值的一半称为金属半径。
范德华半径:
指在分子晶体中,分子间以范德华力结合,如稀有气体相邻两原子核间距的一半。
参考资料来源:百度百科-原子
分子:物理化学上,是构成物质的一种基本粒子的名称。物理上,物质大多数是由原子构成的分子组成,通常使用显微镜来观测。分子还可分为原子。
原子:原子(atom)指化学反应不可再分的基本微粒,原子在化学反应中不可分割。但在物理状态中可以分割。原子由原子核和绕核运动的电子组成。原子构成一般物质的最小单位,称为元素。已知的元素有119种。因此具有核式结构。
补充:
分子是物质中能够独立存在的相对稳定并保持该物质物理化学特性的最小单元。分子由原子构成,原子通过一定的作用力,以一定的次序和排列方式结合成分子。以水分子为例,将水不断分离下去,直至不破坏水的特性,这时出现的最小单元是由两个氢原子和一个氧原子构成的一个水分子(H2O)。一个水分子可用电解法或其他方法再分为两个氢原子和一个氧原子,但这时它的特性已和水完全不同了。有的分子只由一个原子构成,称单原子分子,如氦和氩等分子属此类,这种单原子分子既是原子又是分子。由两个原子构成的分子称双原子分子,例如氧分子(O2)和一氧化碳分子(CO):一个氧分子由两个氧原子构成,为同核双原子分子;一个一氧化碳分子由一个氧原子和一个碳原子构成,为异核双原子分子。由两个以上的原子组成的分子统称多原子分子。分子中的原子数可为几个、十几个、几十个乃至成千上万个。例如一个二氧化碳分子(CO2)由一个碳原子和两个氧原子构成。
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。
利用铀-235或钚-239等重原子核裂变反应,
简介:
原子弹(Atomic bomb)是核武器之一,是利用核反应的光热辐射、冲击波和感生放射性造成杀伤和破坏作用,以及造成大面积放射性污染,阻止对方军事行动以达到战略目的的大杀伤力武器。主要包括裂变武器(第一代核武,通常称为原子弹)和聚变武器(亦称为氢弹,分为两级及三级式)。亦有些还在武器内部放入具有感生放射的轻元素,以增大辐射强度扩大污染,或加强中子放射以杀伤人员。
能量威力:
煤、石油等矿物燃料燃烧时释放的能量,来自碳、氢、氧的化合反应。 一般化学炸药如TNT(TNT)爆炸时释放的能量,来自化合物的分解反应。在这些化学反应里,碳、氢、氧、氮等原子核都没有变化,只是各个原子之间的组合状态有了变化。核反应与化学反应则不一样。在核裂变或核聚变反应里,参与反应的原子核都转变成其他原子核,原子也发生了变化。人们习惯上称这类武器为原子武器。但实质上是原子核的反应与转变,所以称核武器更为确切。
铀的浓缩方法:
为了获得高加浓度的铀235,早期,科学家们曾用多种方法来攻此难关。原子弹爆炸最后“气体扩散法”终于获得了成功。铀235原子约比铀238原子轻1.3%,如果让这两种原子处于气体状态,铀235原子就会比铀238原子运动得稍快一点,这两种原子就可稍稍得到分离。气体扩散法所依据的,就是铀235原子和铀238原子之间这一微小的质量差异。这种方法首先要求将铀转变为气体化合物。六氟化铀是唯一合适的一种气体化合物。这种化合物在常温常压下是固体,但很容易挥发,在56.4℃即升华成气体。铀235的六氟化铀分子与铀238的六氟化铀分子相比,两者质量相差不到百分之一,但事实证明,这个差异已足以使它们分离了。
武器分类:
美国对日本投下的两颗原子弹,胖子原子弹是以带降落伞的核航弹形式,用飞机作为运载工具的。以后,随着武器技术的发展,已形成多种核武器系统,包括弹道核导弹、 巡航核导弹、 防空核导弹、反导弹核导弹、反潜核火箭、深水核炸弹、核航弹、核炮弹、核地雷等。其中,配有多弹头的弹道核导弹,以及各种发射方式的巡航核导弹,是美、苏两国装备的主要核武器。
原子反应堆,又称为核反应堆或反应堆,是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。其最基本的组成是裂变原子核十热载体,但还必须有使中子减速的慢化剂、决定反应堆工作状态的控制设施及防护强辐射的防护措施,即原子反应堆的合理结构是:核燃料+慢化剂+热载体+控制设施+防护装置。
原子反应堆的用途广泛,但归纳起来,一是利用裂变核能,二是利用裂变中子。核能主要用于发电,但在其他方面也有广泛的应用,如核能供热、特殊动力等。原子反应堆的第二大用途就是利用链式反应中释放的大量中子,可用来大量生产各种放射性同位素,以应用于工业、农业和医学等。
作为一个能源相对匮乏的发展中国家,我国对新能源的开发及利用极为关注。作为我国“863”计划能源技术领域主题之一的原子反应堆主题又包括了三个专题:快中子实验堆、高温气冷实验堆、聚变——裂变混合堆。
快中子反应堆是指由快中子引起的原子核裂变和链式反应的反应堆。快堆的一个重要特点是在经济发电的同时,一方面消耗核燃料,一方面又生产核燃料,实现核燃料增殖。快堆用液态金属钠作冷却剂,所以快堆又称为销冷快堆。我国在快堆实验研究的过程中,开展了多项工程验证试验,建成了快堆综合研究中心等,建成了20多台大型实验装置。其中,快堆钠工艺研究进入国际先进行列。快中子实验堆是在我国可较早实用的增殖堆,可大幅度提高核燃料利用率,从目前压水堆(大亚湾、秦山核电站均用压水堆型)的约1%提高到60%左右,这对充分有效利用我国核资源有重大意义。
高温气冷堆是一种安全性好、经济性好、用途广泛的先进反应堆。其特点一是有良好的固有安全性,在非常极端的事故情况下,堆芯不会溶化,绝不会发生切尔诺贝利那样的事故;二是能提供900℃甚至950℃的热,这是任何其他堆都做不到的。2000年12月21日,位于北京昌平区的高温气冷实验堆建成并首次临界。它由清华大学核能技术设计研究院负责设计、建造和运行,设备制造由十几家工厂完成。与先进国家相比,该实验堆投资少、工期短,实现了多项创新和技术突破:它是世界上第一座模块式球床高温气冷实验堆;高温堆燃料元件生产线,是目前世界上惟一制造球形燃料元件的生产线;发明了世界上第一套气动脉冲装卸料装置、高温堆独创性的气动装卸料装置,结构简单,易于维修;研制成功我国第一套全数字化的反应堆控制保护系统;建成了我国第一座中等规模的氦气工程实验回路。高温气冷实验堆的建成,标志着我国先进核反应领域取得重大突破,开辟了和平利用核能的新领域。
聚变——裂变混合堆能增殖核燃料,支持裂变核能的发展,还能处理高效核废料。从长远看,为了最终解决对能源的需求,必须发展混合堆。我国在核聚变领域的研究缩小了与国外的差距,在“863”计划推动下,我国核聚变研究得到跨越式发展,已成为国际聚变界的重要成果。