世界科普大师写给孩子的趣味化学/科普大师趣味科学系列

作者简介

禹南，中国人民大学历史系毕业，多年从事少儿图书策划和编写工作，对儿童心理学有很深的研究，在少儿图书策划和编写方面有着丰富的经验，曾执行主编过“中国学生成长必读书”“中国少年儿童百科全书”“小小故事王”“儿童成长第3书”等畅销少儿读物。

内容简介

原子的内部是怎样的一 个微观世界？原子是不是 最小的微粒？ 1897年，一个叫汤姆生 的英国科学家发现了电子 。由此人们开始了对原子 内部奥秘的探索，了解到 原子不是最小的微粒，它 具有十分复杂的内部结构 ，并且还可以再分。在原 子内部，原子核位于中心 位置，在原子核的周围旋 转运动着若干个电子。这 就好像缩小版的太阳系， 带正电的原子核是太阳， 而围绕着太阳做旋转运动 的行星就是带负电的电子 。只是在这个特殊的“太阳 系”里，支配一切的不是万 有引力，而是强大的电磁 力。 原子核所带电量与核外 电子所带电量相等，电性 相反，所以整个原子是不 带电的。不同的原子，原 子核所带的电荷数也是不 相同的。 原子核在原子 中只占有极小的一部分体 积，它的半径大约是原子 半径的万分之一，它的体 积也只有原子体积的几千 亿分之一。如果把原子看 成是一座十层高的大厦， 那么原子核就只有一颗樱 桃那么大；所以相对而言 ，原子内部有十分宽敞的 空间来供电子做高速运动 。 经过汤姆生、卢瑟福和 波尔等人的反复研究，现 在我们可以勾画出一幅这 样的原子图像：原子核居 于原子中央，电子围绕原 子核高速旋转，形成一圈 圈电子云。当电子的运动 轨道发生改变时，原子就 会吸收或发射光子。那么 原子核又是由什么构成的 呢？原子核虽然很小，但 它的结构异常复杂。恰德 威克、汤川、鲍威尔等通 过研究，总结出：原子核 是由中子、质子、介子、 超子等构成的。 质子和中子的质量相差 无几，而电子的质量却要 小得多，只相当于质子质 量的素1/1836；因此整个 原子的质量基本集中于原 子核上。虽然质子和中子 的质量几乎相同，但带电 情况却不同：质子带正电 荷，中子不带电荷。 1913年，英国科学家莫 斯利对各元素的x射线进行 了系统的研究。他利用一 种叫作亚铁氰化钾的晶体 ，摄取了多种元素的x射线 谱。他发现，在元素周期 表中，随着元素的原子序 数不断增大，相应x射线的 波长则有规律地依次减小 。由此他认为，元素周期 表中的元素应该按照原子 序数排列，而不是按照原 子量排列，原子序数也就 是原子的核电荷数。莫斯 利的这个发现，首次将元 素在元素周期表中的位置 与原子结构科学地联系在 了一起。 在质子和中子被发现之 后，人们终于认识到，一 个元素在元素周期表中的 位置是由它原子核中的质 子数决定的。例如，氢元 素的原子核中只有1个质子 ，核外只有1个电子，它在 元素周期表中排第一位； 氦元素的原子核中有2个质 子，核外有2个电子，它在 元素周期表中排第二位…… 反之亦如此，元素周期表 上排第几位的元素，其原 子核里就一定有几个质子 。 这个规律的发现也解开 了元素周期表留下的几个 未解之谜。 我们可以看到 ，在元素周期表上，氢和 氦之间存在着很大一个空 缺，这是否表示二者之间 还有其他新元素？然而根 据上面的发现，氢的质子 数为1，氦的质子数为2， 说明二者之间不可能存在 其他新元素了。 P6-7