原子与元素的区别

2025年5月14日 | 阅读 6 分钟

在学习化学时,元素和原子是最常用的术语。然而,随着问题的复杂化,底层的科学也变得更加困难。此外,“原子”和“元素”这样的术语可能会被误解。因此,理解元素和原子之间的区别至关重要。

Difference Between Atom and Element

在深入探讨主要区别之前,让我们更仔细地了解这些术语的含义。元素是由仅含一种或一类原子组成的纯净或未加工的化学分子。元素是根据其原子序数进行分类的。它们在元素周期表中分为三类:金属、类金属和非金属。从构成物质的最小单位来说,原子可以被认为是元素的最小组成部分。它们是最纯粹的物质。另一方面,原子具有独特的名称、质量和大小。

尽管原子和分子是复杂、有生命、呼吸的生物的组成部分,但它们仍然遵循物理和化学定律。您学到的关于某些原子或分子如何获得或失去电子或彼此形成键的信息,即使当原子或分子是生命实体的一部分时仍然有效。事实上,无论是在单个细胞中还是在较大的有机体中,最简单的原子间相互作用,通过无数次和多种不同配置的重复,才使得生命得以存在。您所拥有的一切,包括您的意识,可能都是由数量庞大、非生命的原子之间发生的化学和电相互作用形成的。

原子

所有已知物质的最小单位称为原子。构成原子的质子、电子和中子是亚原子粒子。物质的四种不同状态是固体、液体、气体和等离子体。被电离的原子形成等离子体。

取决于原子的种类,每个原子都有一个原子核,并且有一定数量的电子围绕它运行。原子核由质子和中子组成。质子带正电荷,而中子带中性电荷。结果是整个原子核带正电荷。

带负电荷的粒子称为电子。由于带相反电荷的粒子之间的吸引力,它们围绕原子核运行。当质子和电子的数量不相等时,原子带有电荷,被称为离子。如果一个原子含有的质子比电子多,则它带正电;如果不是,则它带负电。

物质的性质由存在的原子种类决定。强核力将原子核内的质子和中子结合在一起。原子通过共价键和离子键等多种键结合形成物质。所有原子都根据其原子序数进行分类,原子序数等于其质子数。

“原子质量”一词指的是原子的质量。为了计算原子的质量,有必要知道存在的质子和中子的数量。质子和中子构成了原子质量的大部分。原子可以协同工作形成化合物。原子簇的另一个术语是分子。

在化学反应中,原子会被重新排列。原子结构一直是许多科学假说的研究对象。摩尔单位用于量化原子的数量。

原子由什么构成?

最小的物质片段,但仍保留元素所有化学特性的,称为原子。例如,一枚金币只不过是由大量金原子形成的,同时仍然包含少量其他污染元素。金原子的性质来源于构成它的微小亚原子粒子。

每个原子都有两个独立的部分。第一部分是微小的原子核,位于原子的中心,由不带电的中子和带正电荷的质子组成。

原子的第二部分,也是大得多的部分,称为“电子云”,它是一组围绕原子核运行的带负电荷的粒子。原子之所以能保持在一起,是因为带负电的电子和带正电的质子之间的吸引力。质子、电子和中子是原子中存在的三种主要的亚原子粒子类型。普通元素在其原子核中同时含有质子和中子,但氢(H)是一个例外,因为它没有中子。原子核周围电子的数量决定了它将发生何种反应,而其原子核中的质子数量决定了它的原子序数。

虽然它们没有相同的电荷,但质子和中子的质量大约为 1.67 x 10 -24 克。由于克对于测量如此小的量不是一个非常方便的单位,科学家们决定创造道尔顿或原子质量单位作为替代测量方法(amu)。单个中子或质子的重量非常接近 amu。电子比质子重约 1/1800 个原子质量单位,因此对元素的总原子质量的贡献不大。然而,电子对原子的电荷有显著影响,因为它们各自携带一个与质子正电荷等效的负电荷。一个中性、不带电的原子在其原子核中有相同数量的质子,并且周围有相同数量的电子。由于正负电荷相互抵消,原子没有净电荷。

由于质子、中子和电子非常微小,所以原子的体积超过 99% 实际上是空的空间。您可能会想,为什么看似实体的物体不会轻易地相互穿过。我们感觉到坚实的原因是,当负电荷的原子电子云彼此靠得太近时,它们会相互排斥。

原子内部包含各种可以自由移动的粒子,就像其他任何东西一样。这些亚原子粒子包括不带电荷的中子;带正电荷的质子;以及带负电荷的电子。

原子的原子核,由质子和中子组成,电子围绕它运行;这就像行星围绕太阳运行一样。

元素

任何只含有一种原子类型的物质都被视为元素。元素的原子在其原子核中都具有相同数量的质子。地球上的大多数元素都是以组合的形式自然存在的。大多数元素的纯净形式很少见。同位素是具有相同原子序数但中子数量不同的物质。

同素异形体是同一元素的原子相互结合形成具有不同化学结构的多种化合物的过程。金属、非金属和类金属是元素的其他分类。

通过常见的化学过程,元素可以分解为更简单的物质。地球上有些元素很丰富,而有些元素含量很少。有些物质是人造的,在自然界中不存在。有些物质是放射性的,会释放电磁粒子。

金是元素的例子。如果你手里拿着一块纯金,那它就是一种元素。

原子序数与元素

每个原子核中质子的数量区分了每个元素的原子序数。虽然你可以在元素周期表中找到它们,但让我们关注汞和铜,因为它们都是常见元素。

元素汞的原子核中有 80 个质子。它的原子序数是 80。同样,构成铜的原子在其原子核中包含 29 个质子。因此,铜的原子序数是 29。

原子与元素的主要区别

任何物质最基本的形态是元素。由于它们不能被分割或分解成更小的部分,所以它们是物质最纯净的形式。但根据科学,一个元素可能由离子、分子甚至原子组成。大多数时候,为了简化,元素由一种原子组成。如果一个元素来自钢,那么它将只含有钢原子作为其组成部分。因此,元素的最小组成部分或数量是原子。这是原子和元素之间的主要区别。


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