什么是原子

原子是构成元素或物质的最小组成单位或构件，能量除外。我们可以说，任何可以被物理触碰并占据空间或体积的东西，被称为物质，都是由原子组成的，例如椅子、桌子、笔记本电脑、植物、鸟、狗等。因此，除了不符合物质定义的能量之外，宇宙中的一切都是物质，并且由原子组成。

“原子”一词源自希腊语，意为“不可切割”或“不可分割”。然而，后来发现原子是可以被分解成不同部分的。

原子由两个区域组成，包括位于原子中心的原子核以及原子核周围的外层区域。原子核包含质子和中子，而外层区域则包含围绕原子核在轨道（能级）中运动的电子，如下图所示。

原子也是元素中最小的粒子，不能进一步分解。原子可以独立存在，也可以不存在。它们主要形成离子和分子，这些离子和分子进一步结合形成化合物。例如，氦（He）和氖（Ne）原子可以独立存在，但氢和氧原子不能自由存在，因为它们以 H2（两个氢原子键合形成一个氢分子）和 O2（两个氧原子键合形成一个氧分子）的形式存在。分子由一个或多个原子通过共价键结合而成，例如 H₂O（水分子）。

原子不能被创造或摧毁。因此，在化学反应之前，反应物中的原子数量在化学反应后形成的产物中保持不变。科学家已经发现了118种原子，我们称之为元素。

原子的历史 I 原子是如何被发现的

公元前500年，一位梵语老师兼哲学家 Maharishi Kanada 最先提出了原子的概念。他说，Patharth（物质）是由微小的相同粒子组成的，他称这些粒子为 parmanu（原子）。

后来，大约在公元前400年，两位希腊哲学家 Leucippus 和 Democritus 也提到了微小的物质粒子，并将它们称为 atom，这个词源自希腊语，意为“不可分割”。

后来，另一位哲学家 Pakudha Katyayama 接受了原子的概念，但他得出结论，原子可能不会独立存在，而是以分子的形式（两个或多个原子组合）结合存在。

1803年，一位英国小学教师 John Dalton 根据其他科学家进行的实验数据提出了他的原子理论。他的理论被称为道尔顿原子理论，该理论指出：

• 元素是由微小的粒子或原子组成的。
• 一种元素由相同类型的原子组成，因此，不同的元素由不同的原子组成，不同的原子以固定的比例结合形成化合物。
• 在化学反应中，原子本身不发生变化，而是重新排列。

不久之后，在1897年，J.J. **Thompson 提出了他的“布丁模型”**。他进行了一系列实验，发现原子不可能是实心球体，而是包含带负电的粒子，这些粒子就是我们现在所知的电子。根据他的模型，原子就像一个正电荷球体，像布丁一样，电子像梅子一样嵌入其中。

之后，几年后，在1909年，**Ernst Rutherford** 和他的学生们又有了另一个重大发现。他们用带正电的α粒子轰击一张非常薄的金箔，以检验金原子中的正电荷是否像JJ Thompson在他的布丁模型中所提出的那样普遍分布。

根据布丁模型，大部分α粒子应该被金箔偏转，因为根据布丁模型，原子就像一个正电荷球体。但事实并非如此。结果发现，大多数α粒子毫无偏转地穿过了金箔。而一些粒子则以小角度偏转到一侧，还有一些则完全沿着原来的路径被反射回来。

因此，根据卢瑟福实验的发现，汤姆逊的理论或布丁模型被推翻。根据他的实验结果，欧内斯特·卢瑟福提出了他的核模型，该模型提出，原子中不存在分散的正电荷，而是存在一个紧凑的原子核，其中包含原子的所有正电荷。他还认为，负电荷必须以围绕中心原子核的云的形式存在。他进行了一个实验，发现了带负电的粒子，称为电子。他说电子围绕带正电的原子核旋转，但他无法证明原子的稳定性。

后来，在1913年，**Niels Bohr** 提出了一个解决方案，即电子围绕原子核运动，就像行星围绕太阳旋转一样。他还提出，旋转的电子被束缚在具有固定能量的壳层中，因此电子在旋转时不会损失能量，也不会以螺旋路径撞击原子核，从而原子不会坍塌。许多实验支持这一模型，并且它与我们现在遵循的模型基本相同，只是做了一些小的改动。

后来，**Goldstein 发现了质子**，这使得人们清楚原子核中的正电荷实际上是由我们现在称为质子的小粒子存在的，而稍后一位名叫 James **Chadwick 的人发现了原子核中的中性粒子，我们现在称之为中子**，这基本上就是我们今天对原子的理解。

原子是如何命名的？

原子或元素的名称（由相同类型的原子组成）有一个简写表示，称为原子符号。过去，许多科学家试图给原子命名。然而，目前，ICPAC（国际纯粹与应用化学联合会）给出的符号在全球范围内都被遵循。例如，C 代表碳，O 代表氧，N 代表氮，Ca 代表钙等。

原子的大小

原子太小了，肉眼或高分辨率显微镜都无法看到。一根人类头发的宽度大约是原子的 500,000 倍。然而，使用现代技术，例如扫描隧道显微镜（STM），可以看到原子。

原子的尺寸由其半径表示或给出，称为**原子半径**。原子半径是**原子核与原子最外层壳层或轨道之间的距离**。

原子是参与化学反应的最小粒子。它的大小非常小，其半径通常以纳米（nm）表示。1 nm 等于 10 ^-9 m，例如，**氢原子的原子半径为 10^-10 m**。