原子物理题求完整答案 30
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118种。因此具有核式结构。
原子是化学反应不可再分的最小微粒。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。 [3] 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。
原子直径的数量级大约是10⁻¹⁰m。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。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。
化学变化中的最小微粒。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构成（氢原子核只由一个质子构成），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。
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。
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。
尽管原子的英文名称（atom）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。
质子带有一个正电荷，质量是电子质量的1836倍，为1.6726×10⁻²⁷ kg，然而部分质量可以转化为原子结合能。中子不带电荷，自由中子的质量是电子质量的1839倍，为1.6929×10⁻²⁷ kg。中子和质子的尺寸相仿，均在2.5×10⁻¹⁵ m这一数量级，但它们的表面并没能精确定义。
原子尽管很小，用化学方法不能再分，但用其他方法仍然可以再分，因为原子也有一定的构成。原子是由中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，原子核是由质子和中子两种粒子构成的，电子在核外较大空间内做高速运动。
在一个内部接近真空、两端封有金属电极的玻璃管通上高压直流电，阴极一端便会发出阴极射线。荧光屏可以显示这种射线的方向，如果外加一个匀强电场，阴极射线会偏向阳极；又若在玻璃管内装上转轮，射线可以使转轮转动。后经证实，阴极射线是一群带有负电荷的高速质点，即电子流。电子由此被发现 [15] 。
电子是最早发现的亚原子粒子，到目前为止，电子是所有粒子中最轻的，只有9.11×10⁻³¹kg，为氢原子的[1/1836.152701(37)]，是密立根在1910年前后通过著名的“油滴实验”做出的。电子带有一个单位的负电荷，即4.8×10⁻¹⁹静库或1.6×10⁻¹⁹库伦，其体积因为过于微小，现有的技术已经无法测量。
现代物理学认为，电子属于轻子的一种是构成物质的基本单位之一。
原子中所有的质子和中子结合起来就形成了一个很小的原子核，它们一起也可以被称为核子。原子核的半径约等于1.07×A^1/3 fm，其中A是核子的总数。原子半径的数量级大约是105fm，因此原子核的半径远远小于原子的半径。核子被能在短距离上起作用的残留强力束缚在一起。当距离小于2.5fm的时候，强力远远大于静电力，因此它能够克服带正电的质子间的相互排斥。
同种元素的原子带有相同数量的质子，这个数也被称作原子序数。而对于某种特定的元素，中子数是可以变化的，这也就决定了该原子是这种元素的哪一种同位素。质子数量和中子数量决定了该原子是这种元素的哪一种核素。中子数决定了该原子的稳定程度，一些同位素能够自发进行放射性衰变。中子和质子都是费米子的一种，根据量子力学中的泡利不相容原理，不可能有完全相同的两个费米子同时拥有一样量子物理态。因此，原子核中的每一个质子都占用不同的能级，中子的情况也与此相同。不过泡利不相容原理并没有禁止一个质子和一个中子拥有相同的量子态。 [4]
如果一个原子核的质子数和中子数不相同，那么该原子核很容易发生放射性衰变到一个更低的能级，并且使得质子数和中子数更加相近。因此，质子数和中子数相同或很相近的原子更加不容易衰变。然而，当原子序数逐渐增加时，因为质子之间的排斥力增强，需要更多的中子来使整个原子核变的稳定，所以对上述趋势有所影响。因此，当原子序数大于20时，就不能找到一个质子数与中子数相等而又稳定的原子核了。随着Z的增加，中子和质子的比例逐渐趋于1.5。
核聚变示意图，图中两个质子聚变生成一个包含有一个质子和一个中子的氘原子核，并释放出一个正电子（电子的反物质）以及一个电子中微子。与此相反的过程是核裂变。 [11]
如果核聚变后产生的原子核质量小于聚变前原子质量的总和，那么根据爱因斯坦的质能方程，这一些质量的差就作为能量被释放了。这个差别实际是原子核之间的结合能，对于两个原子序数在铁或镍之前的原子核来说。
在α粒子散射实验中，人们发现，原子的质量集中于一个很小且带正电的物质中，这就是原子核。
原子核也称作核子，由原子中所有的质子和中子组成，原子核的半径约等于1.07×A^1/3 fm，其中A是核子的总数。原子半径的数量级大约是105fm，因此原子核的半径远远小于原子的半径。
质子带一个单位正电荷，质量是电子质量的1836.152701(37)倍，为1.6726231(10)×10⁻²⁷kg，然而部分质量可以转化为原子结合能。拥有相同质子数的原子是同一种元素，原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数。
中子是原子中质量最大的亚原子粒子，自由中子的质量是电子质量的1838.683662(40)倍，为1.6749286(10)×10⁻²⁷kg。 中子和质子的尺寸相仿，均在2.5×10⁻¹⁵m这一数量级，但它们的表面并没能精确定义。中子不带任何电荷。
原子的静止质量通常用相对原子质量表示，相对原子质量的单位是定义为电中性的碳12质量的十二分之一，约为1.66×10⁻²⁷kg。氢最轻的一个同位素氕是最轻的原子，相对原子质量约为1。最重的稳定原子是铅-208，相对原子质量是208。
就算是最重的原子，化学家也很难直接对其进行操作，所以它们通常使用另外一个国际制单位摩尔。摩尔的定义是对于任意一种元素，一摩尔总是含有同样数量的原子，约为6.022×10²³个，因此，如果一种元素的相对原子质量为1，一摩尔该原子的质量就为（1.66×10⁻²⁷x6.022×10²³=9.99652x10⁻⁴≈10x10⁻⁴=0.001kg）0.001kg，也就是1克。例如，碳-12的相对原子质量是12，一摩尔碳的质量则是0.012kg。
希望我能帮助你解疑释惑。
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