原子是保留元素所有化學性質的最小物質單位。原子結合形成分子,然后相互作用形成固體,氣體或液體。例如,水由氫和氧原子組成,氫和氧原子結合形成水分子。許多生物學過程致力于將分子分解成其組成原子,因此可以將它們重新組裝成更有用的分子。
原子由三個基本粒子組成:質子,電子和中子。原子的原子核(中心)包含質子(帶正電)和中子(不帶電)。原子的最外層區域稱為電子殼,其中包含電子(帶負電)。原子根據其基本粒子的排列和數量具有不同的屬性。
氫原子(H)僅包含一個質子,一個電子,并且沒有中子。這可以使用元素的原子序數和質量數確定(請參閱原子序數和質量數的概念)。
原子的結構這里描述的元素(如氦)由原子組成。原子由位于原子核內的質子和中子組成,在環繞原子核的軌道中具有電子。
質子和中子的質量大致相同,約為1.67×10 -24克??茖W家將此質量定義為一個原子質量單位(amu)或一個道爾頓。盡管質量相似,質子帶正電,而中子不帶電。因此,原子中的中子數目對其質量有很大貢獻,但對電荷卻沒有貢獻。
電子的質量比質子小得多,僅重9.11×10 -28克,約占原子質量單位的1800。因此,它們對元素的整體原子質量貢獻不大??紤]原子質量時,通常會忽略任何電子的質量,僅根據質子和中子的數量來計算原子的質量。
電子對原子的電荷有很大貢獻,因為每個電子的負電荷等于質子的正電荷??茖W家將這些電荷定義為“ +1”和“ -1”。在一個不帶電的中性原子中,繞原子核運行的電子數量等于原子核內部的質子數量。在這些原子中,正電荷和負電荷相互抵消,從而導致一個沒有凈電荷的原子。
質子,中子和電子質子和中子的質量均為1 amu,存在于原子核中。但是,質子的電荷為+1,中子不帶電。電子的質量約為0 amu,圍繞原子核運行,電荷為-1。
探索電子性質將電子的行為與其他帶電粒子的行為進行比較,以發現電子的性質,例如電荷和質量。
考慮到質子,中子和電子的大小,一個原子的大部分體積(大于99%)實際上是空白空間。盡管存在所有這些空白空間,但固體對象并不會彼此穿過。圍繞所有原子的電子帶負電,使原子彼此排斥,防止原子占據相同的空間。這些分子間作用力可防止您跌落到椅子等物體上。