物质与原子的电子理论
物质的电子理论是能够解释电的本质的最成功和经实验验证的理论之一。尽管对电的研究已经吸引了科学家几百年的关注,并且已经开发出一些实验和理论来理解电的本质,但唯一成功解释它的理论是物质的电子理论。
物质的电子理论是许多科学家(如 J. J. 汤姆逊、R. A. 密立根、欧内斯特·卢瑟福和玻尔)进行的实验和研究的结果。本文旨在解释物质的电子理论和原子的概念。
物质的电子理论
物质的电子理论可以很容易地解释电的本质。该理论指出,所有物质,无论是固体、液体还是气体,都是由称为分子的小粒子组成的。而分子 wiederum 由称为原子的微小粒子构成。
根据物质的电子理论:
其分子由相同类型原子组成的物质称为元素。例如,氧气是一种元素,因为其分子具有两种相同类型的原子。
其分子由不同类型原子组成的物质称为化合物。例如,水是一种化合物,因为其分子包含两个氢原子和一个氧原子。
原子
原子是物质的基本组成单元。基本上,原子是分子的次级部分。原子由两个部分组成,即:
- 原子核
- 核外电子
原子核
原子核是原子的中心部分,它包含两种亚原子粒子,即质子和中子。质子是带正电的粒子。质子上的电荷量等于 $\mathrm{+1.67\times 10^{-27}C}$ 。质子的质量为 $\mathrm{+1.67\times 10^{-27}} kg。原子核内的另一种粒子是中子。中子是一种电中性粒子,这意味着它不带任何电荷。然而,中子的质量等于质子的质量。因此,原子核带正电。
核外电子
核外电子是原子的外部部分,即原子核周围的空间。核外电子区只包含电子。因此,电子也是一种亚原子粒子。电子带负电荷,其大小等于 $\mathrm{-1.67\times 10^{-19}C}$ 。电子的质量等于 $\mathrm{9.1\times 10^{-31}}$ kg。在这里,我们可以观察到,与质子或中子相比,电子的质量非常小。因此,原子核构成原子的全部重量。
原子中的电子在不同的路径(轨道)上围绕原子核运动。这些电子在其轨道运行时遵循以下规则:
一个轨道最多可以容纳的电子数等于 $\mathrm{2n^{2}}$,其中 n 是轨道的编号。因此,第一轨道有 2 个电子,第二轨道有 8 个电子,依此类推。
最外层(最后)轨道最多可以容纳 8 个电子。
任何轨道都不能容纳超过 18 个电子。
在原子的正常状态下,电子数等于质子数。因此,在正常情况下,原子作为一个整体是电中性的,不表现出电性。
以下是原子的两个重要度量:
原子序数 - 原子中电子或质子的数量称为原子序数,即:
原子序数 = 电子数或质子数
原子量 - 原子核中质子和中子数量之和称为原子量,即:
原子量 = 质子数 + 中子数
结论
在本文中,我们讨论了物质的电子理论和原子的概念。这两个概念在理解电的本质方面起着至关重要的作用。物质的电子理论是唯一一个多年来一直用来解释电的本质的理论。它还有助于理解原子的基本结构。