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絕妙、簡單的原子結構:質子、中子、電子——玻爾原子模型

尼爾斯·玻爾給電子的運動提出了幾點簡單的假定, 然後發現了一個令人非常滿意的氫原子的理論模型。 氫原子是一個質子,

一個電子在一定形態的軌道上的周圍運動。 玻爾原子模型所勾勒出的是最絕妙、最簡單的一幅原子圖畫, 儘管它的成功依賴于一些完全隨意的假設。

玻爾原子令人欣喜的地方在於, 它指明了一條從氫原子構造不同類型原子的道路。 氦核有兩個質子, 核外有2個環繞它的電子;鋰核有3個質子, 核外有3個環繞它的電子。 核內的質子, 鈹是4個, 硼是5個, 碳是6個, 氮是7個, 氧是8個……一路數下去, 鈾是92個, 而鈾以後的元素核內所含的質子數更多。 化學家所發現的這些所謂的元素週期律, 都可以用玻爾的模型來解釋。 不過, 還有一點困惑。 假如氮原子正好是兩個氫原子聚合而成, 它的品質應該是氫原子的兩倍, 而實際上那是4倍。 原子越重,

這矛盾越大。 鈾應該是氫的92倍, 但實際卻是238倍。 那麼, 在原子核裡面一定還存在別的什麼東西, 那是另一種粒子, 中子。 中子也跟質子一樣, 像一個小磁體。 除了氫以外, 所有其它元素的原子核都存在著中子。 氦核有兩個質子和兩個中子, 而鈾核有92個質子和146個中子。 這樣的鈾記作U238, 這個238表示鈾核內92個質子和146個中子的總和, 但U238並不是唯一的一種鈾元素;還有U235, 核內只有143個中子, 在化學上與U238是一樣的。 品質不同而化學上等同的原子叫同位素, 它們都包括在玻爾的原子圖景中, 當然, 得有中子參加。 中子也能獨立地存在於原子核之外, 證據已經很多(比如原子彈和核電站)。 宏觀的物質, 都是從中子、質子和電子衍生出來的。

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