原子是如何存在的？

如果你要盖房子，你无疑需要管理大量的砖块。这是因为它可能被归类为您精心规划的避难所的建筑组件。同样，原子是我们周围事物的基本构成单位。想想任何东西，它无疑是由原子构成的！这不是疯了吗？让我们试着彻底理解这个概念，以便清楚地了解它们的存在以及原子是什么。

什么是原子？

“原子”一词来自希腊语“atomos”，意思是不可分割的。我们地球上的一切都是稳定和不稳定元素的组合。每个元素都有不同的原子结构。原子的基本结构包括原子核和轨道电子。

An atom is the tiniest quantity of a chemical element that may exist. For example, one atom of gold is the lowest amount of gold that may possibly exist. The term “small” actually refers to nanoscopically small! A human hair is hundreds of times smaller than an atom.

原子和分子存在于自然界中，因为物质是由称为原子的小粒子组成的。然而，在古代，科学家们并没有任何线索，因此当时的印度哲学家认为，这个宇宙中的一切，无论是有生命的还是无生命的，都可以分为“panch tattvas”，即空气、水、火、天空和地球。

换句话说，我们可以说原子是所有东西的基本构建单元。结果是您无法用肉眼看到原子，而是需要电子显微镜才能看到它。如果你拆解一系列物体，你会发现我们环境中的所有物质都是由各种类型的原子组成的。我们作为活的有机体通常由氢、碳和氧原子组成。

原子的一部分

一个原子由质子、电子和中子三部分组成。在原子的中心，中子和质子结合在一起。核心是该区域的名称。另一方面，小得多的电子在外部加速。

1. 电子

电子带负电，并以壳或轨道围绕原子核排列。它们的相对电荷为-1。原子中的电子总数始终与原子核中的质子数相同。

电子的特性：

• 一个电子的电荷为-1e，近似于-1.602 × 10 ^-19 。
• 电子的质量约为 9.1 × 10 ^-31 。
• 由于电子的质量可以忽略不计，因此在计算原子质量时会忽略它们。

2.质子

质子总是带正电。原子中的质子数称为其原子序数（也称质子数）。在元素周期表中，原子按原子序数排列。质子的相对电荷为+1。

质子的特点：

• 质子基本上是原子的带正电粒子。质子的电荷为 1e，相当于大约 1.602 × 10 ^-19 。
• 元素原子中的质子总数总是等于元素的原子序数。
• 质子的质量约为 1.672 × 10 ^-24 。
• 据观察，质子比电子重 1800 倍以上。

3.中子

中子具有中性电荷，既不是正电荷也不是负电荷。中子，一种中性的亚原子粒子，存在于除普通氢之外的所有原子核中。中子和质子一起被称为核子，它们在原子的致密内核（原子核）中结合在一起，占原子质量的 99.9%。

中子的特性：

• 中子的质量几乎与质子的质量相同，即 1.674 × 10 ^-24 。
• 中子是电中性粒子，不带电荷。
• 元素的不同同位素具有相同数量的质子，但存在于其各自原子核中的中子数量不同。

4. 核

它是原子的中心。它由质子和中子组成。原子核的直径只有原子直径的 1/100000 左右，所以原子的大部分体积是由空的空间组成的。当人们绘制原子结构时，电子会在围绕原子核的轨道上旋转。更具体地说，电子的传播速度如此之快，以至于你永远不知道它们在任何特定时间的位置。

5. 电子云

它是原子的外部部分。电子云是围绕原子核并与原子轨道相连的负电荷区域。它在理论上是定义的，它描述了一个很有可能拥有电子的区域。

Note: The number of protons and electrons in an atom remains constant. Furthermore, the number of neutrons is nearly equal to the number of protons, but this is a rare occurrence.

短语原子序数是指原子中包含的质子数。原子序数 1 表示该原子是氢。同样，原子序数 2 表示氦原子。通过添加中子和质子的总量来计算相对原子质量。例如，氢的相对原子质量为 1，而氦的相对原子质量为 4。换句话说，氦原子的密度是氢原子的四倍

如何知道原子是否存在？

现在，你可能会想，如果我们看不到原子，我们怎么知道原子存在？正如我们所知，科学以提供证据支持其每一种理论而闻名。因此，原子存在的证据有多种形式。科学家有意将大原子分解成更小的副本。有各种理论支持原子存在于自然界中的观点。下面列出了一些理论：

1. 道尔顿的原子论

道尔顿在 1808 年提出了他的原子理论。道尔顿是第一个给出完整的理论来描述所有物质的原子及其性质的人。道尔顿的整个理论是建立在质量守恒定律和组成常数定律的基础上的。道尔顿理论的假设可以表述如下：

• 第一个假设指出“所有物质都由不可分割的原子组成。”
• 第二个假设指出“给定元素的所有原子在质量和性质上都是相同的”。
• 第三个假设指出“化合物是两种或多种不同类型原子的组合。”
• 最后一个假设指出，化学反应基本上是原子的错位。”

然而，道尔顿的理论在亚原子粒子和同位素的发现后出现了一些弊端

2.汤姆森的李子布丁模型

汤姆森认为原子是一个带正电的球体，电子像布丁中的李子一样嵌入其中。这个模型也类似于西瓜。汤普森无法解释正负粒子如何在不被原子中和的情况下相互屏蔽。

三、卢瑟福模型与核发现

欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）领导了一个团队，该团队根据 20 世纪初的一组流行实验，向原子发射粒子并仔细检查它们。它展示了正常原子内部的轨道是如何构造的。卢瑟福模型的假设可以表述如下：

• 一个原子占据的体积大部分是空的空间
• 原子核在原子内部，带正电荷
• 与原子的总体积相比，原子核的大小很小
• 电子围绕原子核高速旋转

卢瑟福模型的缺点是，如果电子连续绕原子核运动，就会失去能量，落入原子核。但是原子是已知的最稳定的结构之一。卢瑟福模型无法解释这种稳定性

4. 玻尔的原子模型

根据玻尔的原子模型，电子在围绕原子核的固定轨道上旋转。只要电子在自己的轨道上，它就不会失去或获得能量。如果它获得能量，它会移动到更高的轨道，如果它失去能量，它会移动到更低的能量水平。该模型基本消除了卢瑟福模型的所有弊端，解释了原子的稳定性。

示例问题

问题 1：命名两个作为独立原子存在的原子。

解决方案：

Noble gases such as argon (Ar), helium (He) exist as independent atoms.

问题2：为什么肉眼看不到原子？

解决方案：

Because an atom is too small, i.e., the atomic radii of an atom is of the order 10⁻¹⁰ m to 10⁻⁹ m.

问题3：术语化学式是什么意思？

解决方案：

The chemical formula of a compound is a symbolic representation of its composition and actual number of atoms in one molecule of a pure substance.

问题4：一个原子通常以多少种形式存在？

解决方案：

Generally an atoms exist in the following two forms:

• In the form of molecules
• In the form of ions

问题 5：原子中带电粒子的总数是多少？

解决方案：

The charged particles contained in an atom are protons and electrons