原子可能就是構(gòu)成世間萬物的物質(zhì)吧。隨著我們對于化學(xué)這門學(xué)科的研究,不管從最開始研究的燃燒的秘密,還是獨(dú)自探索學(xué)習(xí)的六大營養(yǎng)物質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化問題,我們都能發(fā)現(xiàn),想要更加深入了解其真實(shí)原理,原子這個構(gòu)成世間萬物的物質(zhì)就對我們來說愈加重要。他就是我們向這個世界探索更深一層的大門。
原子真的存在么?故事的開始還要從布朗這個人說起。在他一次偶然的,對于花粉在光學(xué)顯微鏡下的觀察中,發(fā)現(xiàn)花粉在水中竟然在無規(guī)則的小幅度運(yùn)動。這就讓他心中產(chǎn)生了無限的好奇,但是也就僅限于好奇他認(rèn)為一定有更小的物質(zhì)在驅(qū)動著它運(yùn)動,但是據(jù)此就沒有更深的研究了。直到愛因斯坦的出現(xiàn)揭示布朗運(yùn)動的秘密,提出微觀粒子的存在。
如果是原子構(gòu)成世間萬物,它們之間又會有什么不同呢?原子之間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又還會有是什么呢?
隨著原子的存在被證實(shí),盧瑟福更進(jìn)一步的解釋了原子的結(jié)構(gòu)。他對于放射性物質(zhì)有著非常高的癡迷,在他做金箔實(shí)驗的時候,通過放射性物質(zhì)穿過金箔,并且8000個放射性物質(zhì)中,有一個原子竟然會被反彈的這個由幾個月月每日每夜觀察得來的現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)了原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。并且初步計算出了原子的大小,得出了一比較的精確的計算結(jié)果。最驚人的就是,原子核竟然是整個原子的10,000倍小,是原子核碰到了按比例來算一個人,如果剪去原子核之間的間距也就會成為一粒鹽那么按比例來算一個人,如果減去原子核之間的間距也就會成為一粒鹽那么大。
通過繼續(xù)對于原子核的研究,盧瑟福假定,原子核是由質(zhì)子構(gòu)成的,并且荷電數(shù)等于質(zhì)子數(shù)×1,因為只有這樣才能解釋世間萬物的多樣。當(dāng)我們再對原子核分解時,除了質(zhì)子的依次增加構(gòu)成不同物質(zhì),那么按理來說,氦原子應(yīng)該是氫原子質(zhì)量的二倍這也是盧瑟福的猜想,但當(dāng)我們可以測出他的質(zhì)量時,發(fā)現(xiàn)氦原子并不是氫原子質(zhì)量的二倍。那么盧瑟福的猜想也就被推翻了,也就是說原子核內(nèi)含有另外一種物質(zhì),它不帶任何的電荷,其質(zhì)量與質(zhì)子的質(zhì)量近乎相等,被我們命名為——中子。也就是說,如果想要測量一個原子的質(zhì)量,就是質(zhì)子數(shù)再乘每個質(zhì)子的質(zhì)量加上中子數(shù)再乘單個中子的質(zhì)量。在計算上,我們同樣遇到了一個問題:每一個原子的質(zhì)量實(shí)在是太小了,于是科學(xué)家就機(jī)智地將碳原子質(zhì)量的十二分之一定成了計算原子質(zhì)量的單位一。Ar就等于12分之一碳原子質(zhì)量分之A原子的質(zhì)量。
再回到上一個問題,為什么不會說成一粒鹽的那個問題上?眾多物理學(xué)家們就產(chǎn)生了疑問。盧瑟福最初說核外電子就像整個銀河系,其他星球圍著太陽旋轉(zhuǎn)一樣,但為何他們之間會一直保持著這樣的間距核外電子運(yùn)動的能量又從哪里來?既然核外電子的運(yùn)動需要能量,那么當(dāng)他的能量削弱遲早有一天這個原子的結(jié)構(gòu)是要崩塌的呀,但事實(shí)是說我們?nèi)瞬]有變得像一粒鹽那么大,于是各個科學(xué)家又開始了對于原子核外電子結(jié)構(gòu)的探索。
此時只有一個學(xué)說被稱為量子躍遷被一個人提出,并且愛因斯坦非常的抵制他這樣的說法并更支持“電磁波”猜想。因為這很明顯不符合常理并且也無法由術(shù)的形式將其解釋出來。而在當(dāng)時更被公認(rèn)的就是核外電子是由電磁波所掌控者,在其軌道上進(jìn)行運(yùn)動??茖W(xué)上的矛盾是必然的,而對于原子為何不崩塌,這一現(xiàn)象現(xiàn)在的科學(xué)家也仍然在繼續(xù)探索?,F(xiàn)在我們能給出的解釋只有:相信量子躍遷,而且不是量子躍遷這種現(xiàn)象不存在,而只是我們無法想象和觀測他而已。
那么我們現(xiàn)在就來了解一下如何去用量子躍遷的形式來表示一個原子吧。波爾發(fā)出了這個猜想,并且在現(xiàn)在一直被我們默認(rèn)使用這。一個原子就好比一層大樓大樓的底層是原子核,而上面就是電子,樓層越高的電子的能量越高并且樓層越高的電子數(shù)量就越多。并且他提出了原子序數(shù)的一個規(guī)律,也就是n2的二倍,并且最外層的電子數(shù)不能超過超過8個,次外層不能超過18個,倒數(shù)第三層不能超過32個。
這樣的理論我們沿用至今,用它來表示一個原子得以穩(wěn)定的排布方式。這些就是科學(xué)家們對于原子的研究