原子模型簡史

原子到底長什麼樣子?說來話長,第一個出場的是Thales,泰勒斯,古希臘七賢之一,西方思想史上第一個有記載有名字留下來的思想家,被稱為"科學和哲學之祖"。既然是第一個有名字的,肯定提出的問題也是很牛的,他第一個提出"世界的本原是什麼"?這樣的問題,然後他回答說,水生萬物,萬物復歸於水。在他老人家眼裡,原子大概就是水了。

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泰勒斯也是單身狗的鼻祖。年輕時,他老媽逼婚,他說,時辰未到。年老的時候,他老媽再逼婚,他說,時辰已過。科學兼哲學之祖度過了何其悲慘的一生!

第二個出場的是Empedocles(恩培多克勒),說世間萬物是由土、氣、火與水四種原素組成的,它們以不同的比例混合起來,這樣就產生了我們在世界上所發現的種種變化著的複雜物質。

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第三個出場的是Anaxagoras(阿那克薩戈拉,本文譯作安娜拉),他認為"種子"有各種不同的性質,數目無限多,體積無限小,是構成世界萬物的最初元素;種子具有各種形式、顏色和氣味,它們的結合構成了世界上千差萬別的事物,頭髮是由頭髮的種子、血是由血的種子、金子是由金子的種子構成的。山有山種,水有水種。

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第四個出場的是老子,姓李名耳,字聃。老子在他的《道德經》第四十二章中寫道,道生一,一生二,二生三,三生萬物。

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第五個出場的是Leucippus(留基伯,本文譯作劉慈普,大概是劉慈欣他哥)和Democritus(德謨克利特,本文譯作德謨克)。劉是德的老師,他們認為萬物的本原是原子和虛空。原子是不可再分的物質微粒,虛空是原子運動的場所。無數原子從古以來就存在於虛空之中,既不能創生,也不能毀滅,它們在無限的虛空中運動著構成萬物。原子的數目是無窮的,它們之間沒有性質的區別,只有形狀、體積和序列的不同。大概其是下圖這個樣子:

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這個德謨克可是不得了。為了能想明白原子是啥,不受干擾,戳瞎自己的眼睛,半夜在墓地思考原子論。他的著作有五十二種,據說柏拉圖曾想把他的作品全部燒光,現僅存極少數斷片。

第六個出場的Dalton(道爾頓)就已經是2200年之後了。道爾頓說,原子是最小的、不能再分割的實心球體,同種元素的原子是相同的,如體積、質量以及化學性質等,但不同元素的原子是不同的;化合物是由兩種成兩種以上元素的原子組成的,在化合物中,任意兩種元素的原子數之比不是一個整數就是一個簡單的分數;化學反應就是不同原子的分離、結合成重新組合,而沒有原子的創生或消失。

原子模型簡史

道爾頓的模型,我們到現在還在用。他通常被看成是科學原子論之父。

第七個出場的是J. J. Thomson(湯姆孫)於1898年提出了新的原子模型,這個也就是在課本里屬於被推翻的那種倒黴科學家典型,棗糕模型。即原子是球形膠凍狀的顆粒,其中均勻分佈著一定數量的正電荷,並且在這個球形膠凍狀的顆粒上鑲嵌著一定數量的電子,但是原子作為一個整體是電中性的,其中包含的正電荷數目和負電荷數目相等。

原子模型簡史

第八個出場的就是Rutherford(盧瑟福)了。盧瑟福是湯姆孫的學生,1912年,盧瑟福根據α粒子散射實驗現象提出原子核式結構模型。該實驗被評為"物理最美實驗"之一。盧瑟福模型又稱原子太陽系模型,認為原子的質量幾乎全部集中在直徑很小的核心區域,叫原子核,電子在原子核外繞核作軌道運動。原子核帶正電,電子帶負電。

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第九個出場的是Niels Bohr(波爾)了。在盧瑟福模型的基礎上,他提出了電子在核外的量子化軌道,解決了原子結構的穩定性問題,描繪出了完整而令人信服的原子結構學說。

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你要是想看最複雜的元素118號,中文名為,讀音:ào,波爾的原子模型是這個樣子的:

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第十個出場的就是原子本尊了。這裡你看到的是第一張氫原子的真實照片。

原子模型簡史

到這裡,該總結一下了。分子是由原子組成的,一個蛋白質分子可能包括成千上萬個原子,你會哪一種表達方式呢?以上種種,還是道爾頓的球球,是最簡單的。


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