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所有原子的大小都一樣嗎?原子是絕對圓嗎?這裡有答案!

2022-04-01由 醉心音樂 發表于 農業

原子的大小由什麼決定

原子是長期以來人們認為的組成物質的最小單位,但隨著電子的發現,人們意識到原子也是可以再分的。透過湯姆孫,盧瑟福,玻爾等人的建立的早期的原子模型。現在我們普遍認同原子是由核外電子和原子核組成的。

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而各個元素的原子的大小當然是不同的,從下面圖例,我們可以看出很清楚,隨著原子序數的增大,原子半徑也逐漸變大,但總體來說,各種元素原子的尺寸大小相差不超過量級。所以原子的大小不是都一樣的,有尺寸的分佈。

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原子的半徑和核外電子的多少,這是個競爭作用的關係。一方面當核電荷數增加了,其靜電作用力會使原子半徑變小,另一方面,當核外電子變多了,由於泡利不相容原理的限制,每一層上能夠排布的電子數目是確定的,每一次層也具有可容納電子數目。因此,隨著電子數的增加,所排列的層數也會增加,這直接會導致原子的半徑增加。總體從下圖看起來,核外電子數多的,其原子半徑會大一些。

所以泡利不相容原理保證了原子的多樣性,和這個世界的多變性。不然所有原子都會大小相似,這個世界會變得非常無趣。

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至於第二問題,原子是不是絕對圓?原子本來就是由原子核和核外電子組成的,玻爾早前定義核外電子是沿著圓形軌道執行,後來和索末菲修成成了橢圓軌道。隨著量子力學的出現,核外電子,在不同區域出現的出現機率和範圍是不確定的,其經常出現的區域稱為電子雲,形狀也不再是圓形。

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