原子结构

    不知你有没有思考过物质(包括人类自己)是由什么构成的,最终又会以什么形式消散。你只要上过高中你肯定知道物质是由元素(原子)构成的。认真看完,这篇科普可能会颠覆你的三观。

    1869年3月门捷列夫公布了第一张元素周期表——该表揭示了元素周期性规律和主副族元素变化规律。早在19世纪就有人发出这样一个感叹:“人体就是一张元素周期表构成(这种说法无疑是大错特错的,因为构成元素具有统一性和差异性)”。这就不得不使科学家产生对原子结构的好奇心,人们越是渴望解决什么就对什么越是加以研究。

门捷列夫图(源于网络)

    1911—1912年英国科学家卢瑟福用α(氦原子核)粒子轰击金箔的实验中,据他的观察绝大多数α粒子仍沿原来的方向运动,绝少数α粒子远动方向发生偏转,个别α粒子远动方向偏转角大于90度,极个别α粒子远动甚至偏转180度即与轰击α粒子的反方向远动。卢瑟福就这个现象进行了严密的物理科学分析得出原子内含有一个体积很小而质量很大的带正电的中心,并把这个带正电的物质命名为质子,这就是原子核结构模型的提出。可是通过对原子核质量的计算卢瑟福发现原子核质量并不等于质子的质量而且相差甚远。因此,1920年卢瑟福在皇家学会贝克里安演讲中,首次预言了中子的存在即所谓的“中子预言”。由于当时科技水平的限制 所以当时的科学家们只是把卢瑟福原子结构模型(原子是由质子和电子组成,以及中性粒子构成)当作一种猜想。

卢瑟福图

    因为当时设备的原因科学家原子结构的研究一直止步不前,直到1931年底,约里奥-居里夫妇(居里夫人的女儿和女婿)公布了他们关于石蜡在“铍射线”照射下产生大量质子的新发现。这一个现象点醒了卢瑟福的一个出色的学生查德威克——查德威克意识到这些射线可能是由中性粒子构成,而这正是验证“中子预言”的关键钥匙。

    查德威克立即去找他的老师卢瑟福联手开展了一系列试验以研究这种中性粒子的性质。1932查德威克用他用α粒子轰击铍,再用铍产生的射线轰击氢、氮,结果得出了除氢核和氮核查德克还有一个新的、不带电的粒子,他将其称之为“中子”从而验证了卢瑟福“中子预言”。

查德威克图(源于网络)

    至此原子核结构得到了诠释,这也就意味着原子结构得到了诠释即原子是由质量很大而体积很小的原子核及核外高速运转的电子构成。因为原子核所带正电荷与核外负电子所带的负电荷等量所以原子对外不显电性。

    生活中你可能会发现晚上睡觉拖衣服时会有闪光,这并不能说明原子对外显电性,而是因为摩擦使核外电子专移进而导致核内外电荷数不相等产生的静电作用。

    因为物质是由元素(原子)构成,所当生物死去后还是以物质的形式存在进而被微生物分解各种无机盐归还于自然界,即生物是以原子消散在自然界中。


注:核反应式子并未写出有兴趣的可以翻阅相关原子结构的物理文献。

由于本人能力有限,所以有什么没有讲解清楚的望各位友友包含。

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