关于原子的疑问我纠结了……从很小的时候就知道原子时化学反应中的最小微粒.可是说到底,原子到底是什么啊?它是什么样的啊?原

关于原子的疑问
我纠结了……从很小的时候就知道原子时化学反应中的最小微粒.可是说到底,原子到底是什么啊?它是什么样的啊?
原子核也没有个明确的界限,不就是一团质子和中子靠核力吸引在一起么…………再说电子云,不就是电子可能出现的区域么== 于是一个原子怎么会有个明确的界限呢?到底原子是什么样的呢?求图………………
原子又是怎么构成这个神奇的世界的呢== 比如,物体的颜色都是哪里来的?

焰色反应（flame test） 当原子的光谱落在可见光区时,肉眼就可以看见不同的颜色,这是有些元素的原子在灼烧时引起火焰颜色变化的原因,这种变化被称为焰色反应,可以粗略地检测某些元素原子的存在. 下表给出部分金属（或金属离子）焰色反应产生的颜色 道尔顿的原子模型 英国自然科学家约翰·道尔顿将古希腊思辨的原子论改造成定量的化学理论,提出了世界上第一个原子的理论模型.他的理论主要有以下三点[10]： ①所有物质都是由非常微小的、不可再分的物质微粒即原子组成； ②同种元素的原子的各种性质和质量都相同,不同元素的原子,主要表现为质量的不同； ③原子是微小的、不可再分的实心球体； ④原子是参加化学变化的最小单位,在化学反应中,原子仅仅是重新排列,而不会被创造或者消失. 虽然,经过后人证实,这是一个失败的理论模型,但,道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中,明确了今后化学家们努力的方向,化学真正从古老的炼金术中摆脱出来,道尔顿也因此被后人誉为“近代化学之父”. 葡萄干布丁模型 葡萄干布丁模型由汤姆生提出,是第一个存在着亚原子结构的原子模型. 汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干布丁模型,汤姆生认为[10]： ①正电荷像流体一样均匀分布在原子中,电子就像葡萄干一样散布在正电荷中,它们的负电荷与那些正电荷相互抵消； ②在受到激发时,电子会离开原子,产生阴极射线. 汤姆生的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验（散射实验）,否认了葡萄干布丁模型的正确性. 土星模型 在汤姆生提出葡萄干布丁模型同年,日本科学家提出了土星模型,认为电子并不是均匀分布,而是集中分布在原子核外围的一个固定轨道上[15]. 行星模型 行星模型由卢瑟福在提出,以经典电磁学为理论基础,主要内容有[10]： 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. 随着科学的进步,氢原子线状光谱的事实表明行星模型是不正确的. 玻尔的原子模型 为了解释氢原子线状光谱这一事实,卢瑟福的学生玻尔接受了普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型.玻尔原子结构模型的基本观点是[16]： 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. 玻尔的原子模型很好的解释了氢原子的线状光谱,但对于更加复杂的光谱现象却无能为力. 现代量子力学模型 物理学家德布罗意、薛定谔和海森堡等人,经过13年的艰苦论证,在现代量子力学模型在玻尔原子模型的基础上很好地解释了许多复杂的光谱现象,其核心是波动力学.在玻尔原子模型里,轨道只有一个量子数（主量子数）,现代量子力学模型则引入了更多的量子数（quantum number)[10][16]. ①主量子数（principal quantum number),主量子数决定不同的电子亚层,命名为K、L、M、N、O、P、Q ②角量子数(angular quantum number),角量子数决定不同的能级,符号“l”共n个值（1,2,3,...n-1),符号用s、p、d、f、g,表示对多电子原子来说,电子的运动状态与l有关. ③磁量子数（magnetic quantum number)磁量子数决定不同能级的轨道,符号“m”（见下文“磁矩”）.仅在外加磁场时有用.“n”“l”“m”三个量确定一个原子的运动状态. ④ 自旋磁量子数（spin m.q.n.）处于同一轨道的电子有两种自旋,即“↑↓”目前,自旋现象的实质还在探讨当中.
编辑本段组成
化合物-原子-原子核-质子-夸克
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、中子组成,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,但氕没有中子,其离子（失去电子后）只是一个质子. 亚原子粒子具有量子化特征和波粒二象性,公式表述为：λ=h/p=h/mv,式中λ为波长,p为动量,h为普朗克常数[17].
电子
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[18]. 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)].电子带有一个单位的负电荷,即4.8×10^-19静电单位或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（另一种为夸克）. 电子云 氢原子的电子云图像
电子具有波粒二象性,不能像描述普通物体运动那样,肯定他在某一瞬间处于空间的某一点,而只能指出它在原子核外某处出现的可能性（即几率）的大小.电子在原子核各处出现的几率是不同的,有些地方出现的几率大,有些地方出现的几率很小,如果将电子在核外各处出现的几率用小黑点描绘出来（出现的几率越大,小黑点越密）,那么便得到一种略具直观性的图像,这些图像中,原子核仿佛被带负电荷的电子云物所笼罩,故称电子云. 把核外电子出现几率相等的地方连接起来,作为电子云的界面,使界面内电子云出现的总几率很大（例如90％或95％）,在界面外的几率很小,有这个界面所包括的空间范围,叫做原子轨道,这里的原子轨道与宏观的轨道具有不同的含义. 原子轨道是薛定谔方程的合理解,薛定谔方程为一个二阶偏微方程 (δ^2ψ/δx^2)+(δ^2ψ/δy^2)+(δ^2ψ/δz^2)=-(8π^2)/(h^2)·(E-V)ψ 该方程的解ψ是x、y、z的函数,写成ψ（x,y,z).为了更形象地描述波函数的意义,通常用球坐标来描述波函数,即ψ（r,θ,φ)=R(r)·Y(θ,φ),这里R(r)函数是与径向分布有关的函数,称为径向分布函数；Y(θ,φ)是与角度分布有关的,称为角度分布波函数[17].
原子核
主条目：原子核 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. 组成 原子核由质子与中子组成,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. 质子（proton） 质子由两个上夸克和一个下夸克组成,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[16]. 中子（neutron） 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. 中子由一个上夸克和两个下夸克组成,两种夸克的电荷相互抵销,所以中子不显电性,但,认为“中子不带电”的观点是错误的. 而对于某种特定的元素,中子数是可以变化的,拥有不同中子数的同种元素被称为同位素.中子数决定了一个原子的稳定程度,一些元素的同位素能够自发进行放射性衰变. 核力（nuclear force） 原子核被一种强力束缚在线度为10^-15m的区域内.由于质子带正电,根据库仑定律,质子间的排斥作用本会使原子核爆裂,但,原子核中有一种力,把质子和中子紧紧束缚在一起,这种力就是核力.在一定距离内,核力远远大于静电力,克服 核素图 红线为整点函数N=Z
了带正电的质子间的相互排斥[11]. 核力的作用范围被称作力程,作用范围在2.5fm左右,最多不超过3fm[11],即,不能从一个原子核延伸到另一个原子核,因此,核力属于短程力. 核素（unclide） 具有相同质子数和中子数的原子核称为核素,而用x轴表示质子数；用y轴表示中子数所得到的图像就被称为核素图,由图可以发现,在x∈{0,1,2,3,…,20}时,核素图上的函数近似y＝x,但随着质子数的增加,质子间的库仑斥力明显增强,原子核需要比往常更多的中子数维持原子核的未定,在x∈{21,22,23,…,112}时,函数近似为y＝1.5x,中子数大于质子数[11]. 结合能（energy of the nucleus） 在原子核中,将核子从原子核中分离做功消耗的能量,被称为结合能.实验发现,任一原子核的质量总是小于其组成核子的质量和（这一差值被称为质量亏损）,因此,结合能可以由爱因斯坦质能方程 原子核的平均结合能
推算[17][11]： 结合能=（原子核内所有质子、中子的静止质量和-原子核静止质量）×光速^2 平均结合能（binding e.o.t.n） 一个原子核中每个核子结合能的平均值被称作平均结合能,计算公式为[17]： 每个核子的平均结合能=总结合能÷核子数 平均结合能越大,原子核越难被分解成单个的核子[11].由右图可以看出： ①重核的平均结合能比中核小,因此,它们容易发生裂变并放出能量； ②轻核的平均结合能比稍重的核的平均结合能小,因此,当轻核发生聚变时会放出能量[11]. 原子的范德华半径是指在分子晶体中,分子间以范德华力结合,如稀有气体相邻两原子核间距的一半.
编辑本段性质
质量
质量数（mass number） 由于质子与中子的质量相近且远大于电子,所以用原子的质子和中子数量的总和定义原子质量,称为质量数. 相对原子质量 原子的静止质量通常用统一原子质量单位（u）来表示,也被称作道尔顿（Da）.这个单位被定义为电中性的碳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,重量约为1.007825u.一个原子的质量约是质量数与原子质量单位的乘积.最重的稳定原子是铅-208,质量为207.9766521u. 摩尔（mole） 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6.022×10^23个.因此,如果一个元素的原子质量为1u,一摩尔该原子的质量就为0.001kg,也就是1克.例如,碳-12的原子质量是12u,一摩尔碳的质量则是0.012kg.
原子半径
原子没有一个精确定义的最外层,通常所说的原子半径是根据相邻原子的平均核间距测定的. 共价半径 我们测得氯气分子中两个Cl原子的核间距为1.988Α,就把此核间距的一半,即0.994Α定为氯原子的半径,此半径称为共价半径.共价半径为该元素单质键长的一半 金属半径 另外,我们也可以测得金属单质比如铜中相邻两个铜原子的核间距,其值的一半称为金属半径[18]. 范德华半径 指在分子晶体中,分子间以范德华力结合,如稀有气体相邻两原子核间距的一半.