原子结构

希腊哲学家德谟克利特提出了地球上的一切都由称为“原子”的微小粒子组成，原子在希腊语中的意思为“不可分割”，由此而衍生出现代术语“原子”。在19世纪，约翰·道尔顿提出的原子理论至今仍然正确。他提出了五个假设来解释原子是如何构成我们周围的世界。 (1) 所有物质是由无限小的粒子或原子组成。 (2) 同一元素的所有原子彼此相同并且不同于所有其他元素的原子。 (4) 两个或更多的元素可以按照固定的比例来进行结合以形成化合物。 (5) 原子在化学反应中不能被创造或被破坏，但可以重新排列以形成新物质。

道尔顿关于构成物质的粒子的假设只有部分是正确的。虽然原子不能被普通的化学或物理过程进一步分解，但它们是由三种更小的亚原子粒子组成。关于亚原子结构的第一个线索出现在汤姆森发现电子时。科学家们知道原子的整体电荷是中性的，但汤姆森提出了原子的“布丁模型”是提供了关于存在一种带负电荷粒子的新信息，表明电子分散在带正电荷的区域内。随后，欧内斯特·卢瑟福进行了一个实验，证明了原子中大部分的质量集中在核心，质子占据了原子的正电荷，微小的带负电荷的电子占据了核外的大部分空间。这证明了汤姆森的布丁模型是错误的。在1932年，詹姆斯·查德威克发现了中子并解释了在原子中所存在的质量。

根据目前被接受的理论，质子存在于原子的核心，带有正电荷，每个质子的质量为一个原子的单位质量(AMU)。质子的数量等同于周期表上的原子序数，并用来确定元素的身份。中子也存在于核心中，它们没有电荷，但与质子有着相同的质量，对一个原子的单位质量做出贡献。电子在核心周围以云状的轨道进行运动。它们带有负电荷和可以忽略不计的质量，因此它们对一个原子的总电荷有贡献，但对其质量没有贡献。