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原子(atom)指化学反应不可再分的基本微粒，原子在化学反应中不可分割。但在物理状态中可以分割。原子由原子核和绕核运动的电子组成。原子构成一般物质的最小单位，称为元素。已知的元素有119种。
原子的发现如果将原子置于显微镜下进行观测是无效的，即使是最强大的聚光显微镜也无法看见单个原子，因为原子比可见光波长还小，以至于二者无法相互作用。但是原子会对一些人们可以看见的物体产生可观测的效应。
1785年，荷兰科学家简·英格豪斯对一个无法理解的奇怪现象进行了研究：在实验室一些微小的煤尘粒子在酒精表面四处乱飞。
1827年，苏格兰生态学家罗伯特·布朗也描述了相似的现象。当他移动显微镜观察花粉粒时发现，一些花粉粒释放出随机四处散开的微小粒子。布朗在开始时猜测这些粒子可能是某种未知的微生物，为此他使用其他无机物质进行重复了试验，其结果还是观察到了同样的奇怪运动。
科学家们为了解开这种现象之谜，耗费了一个多世纪，直到爱因斯坦研究出的数学公式实现了对这种名为“布朗运动”的预测。
爱因斯坦的理论是：花粉粒产生的粒子之所以不停地做无规则运动，是因为它们不断与数百万个更微小的水分子发生碰撞，而分子是由原子组成的。
伦敦科学博物馆馆长哈里·克利夫解释说：“爱因斯坦对这一运动的解释是，这些尘埃粒子受到单个水分子的碰撞后产生了运动。”
1908年，由计算验证的观测实验确证了原子的真实存在。在之后的10年间物理学家们进行了更深层次的研究，他们通过分离单个原子了解其内部结构。
如今物理学家已经知道原子不是一个坚固的小球，而是应该被看成微小带电的“行星”系统，主要由三部分组成：质子、中子和电子。质子和中子在一起形成一个“太阳”，即原子核，周围有像行星的电子环绕运动。
原子结构模型1、道尔顿模型
1803年道尔顿是第一个尝试用原子的概念去解释不同元素间为什么总是呈整数倍反应的人，同时他也是世界上第一个提出原子理论模型的人，因此在世界上他享有“近代化学之父”的美誉。
而他所提出的定律也被后人称为倍比定律，他所提出的理论主要有以下几点：①在原子中同种元素它们的性质和质量都一样，对于不同元素的原子，其差别在于质量的不同。②原子作为在化学变化中的最小单位，较多学生都会有一个错误的观念。那就是在化学反应中，原子会被再次创造出来，也会在反应中消失，实际上原子只是重新排列了而已。
2、葡萄干布丁模型
葡萄干布丁模型或者是枣糕模型，这是由汤姆生所提出的，枣糕模型的提出代表着世界上第一个存在着亚原子结构的原子模型的诞生。
汤姆生认为：①在原子中正电荷的分布式均匀的像流体一样，其电子就像葡萄干一样均匀的散布里面，这种均匀如流体样的排列方式会使正、负电荷相互抵消。②在受到来自外界的刺激时，电子便会主动离开原子，从而产生阴极射线。
3、土星模型和行星模型
在汤姆生提出葡萄干布丁模型后，同年日本科学家便在此基础上提出了土星模型，不过土星模型认为电子排列方式不均匀，其分布主要集中于原子核外围的一个固定轨道上。
行星模型的提出者为卢瑟福，行星模式的提出是以电磁学为理论基础，其中主要内容为：①原子的大部分体积是空的。②正电荷所处在地方为原子核内，且质量的百分之九十以上都均集中在原子核内部。但因后来科学的证明，行星模型是不存在的。
4、玻尔的原子模型
卢瑟福的学生玻尔为了解释氢原子线状光谱现象，便将普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念相结合，同时以行星模型作为基础，从而提出了新的模型，即位于核外电子分层排布的原子结构模型(玻尔原子结构模型)。
玻尔原子结构模型的基本观点是：①在半径确定的圆周轨道上电子绕原子核运动时，这一过程并不会产生辐射能量。②光谱的形成必须是将辐射或吸收的能量以光的形式记录下来，而这一形式只能是当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道是才会发生，否则便不会辐射或吸收能量。
原子的构成原理质子：质子由两个上、下两个夸克组成，其中带正电荷的质子其部分质量可以在一定条件下转化为原子结合能。
中子：在原子的亚原子粒子中，中子是最大的。自由中子的质量是电子质量的40倍。中子由一个上、下两个夸克组成，而这两种夸克一正一负，因此电荷就会相互抵消，所以中子不显电性(但不是不带电)。对于某种特定的元素而言，中子数不是固定的，是可以变化的。
原子核：原子核种存在一种力，即核力，核力会将质子和中子紧紧束缚在一起。核力含有的电力远远超过静电力，因此在一定范围内，核力会克服带正电的质子间的相互排斥。
结合能：核子从原子核分离的过程中会消耗能量，而所消耗便被称为结合能。计算方式为：结合能=(原子核内所有质子+中子的静止质量和-原子核静止质量)×2光速。
原子的性质放射性：放射性具有周期性，因此有盛有衰，而衰变方式我们可以将其分为三种：
①α衰变：原子核每释放一个α粒子，就有两个质子和中子的氦原子核被释放。其衰变结果就是产生比一个原子序数较低的新元素。
②β衰变：是原子间弱相互作用的结果，在这一过程中一个中子会转变为一个质子或者与之相反的转换。但前者释放的是一个电子和反中微子，后者则释放一个正电子和中微子。因此学术界将在这个过程中所释放的电子或者是正电子叫做β粒子。所以，随着β的衰变，原子的原子序数也会随之增加或减少。
③γ衰变：要在释放了α粒子或β粒子后才会发生，产生原因是因原子核在降低能级时所释放的电磁波辐射。
磁矩：即一个原子在运动时所产生的磁场，一个原子的磁矩是由不同的运动来决定的，所以当电子的数量为双数时，其旋转方式就是一个朝上而另外一个朝下。不过需要注意的是旋转基础为自旋，通常这种自旋的方式会让它们所产生的磁场相互抵消。
相对原子质量相对原子质量是指以一个碳-12原子质量的1/12作为标准，任何一种原子的平均原子质量跟一个碳-12原子质量的1/12的比值，称为该原子的相对原子质量。
公式：相对原子质量=一个该原子的的质量/一个碳12原子的十二分之一。
注：一种元素有多种原子，元素的相对原子质量是多种原子相对原子质量的平均值(一般根据丰度来计算)比如氯元素的相对原子质量35.5。是按照Cl-35占75%Cl-37占25%，算出平均值35×75%+37×25%=35.5。
原子物理学1、原子物理学的研究方法
物理学是一门实验科学，原子的结构和运动规律都是由物理学实验得到的。例如，粒子(Q粒子、电子等)与原子之间的散射实验证实了原子的核式结构，光谱学实验证实了电子的自旋等。下面的进程简单地概括了原子物理中的重要实验以及这些实验对原子物理学发展的重要作用。
[化学实验]→原子→[阴极射线偏转实验]→原子中包含电子→[a粒子散射实验]→原子具有核式结构→[光谱学实验，电子、原子碰撞实验，高能物理实验]→原子中存在分立能级、核外电子具有轨道角动量和自旋角动量;原子核中包含质子、中子，其他基本粒子……
2、原子是微观体系
实验研究表明，原子内部的运动规律不能用经典物理学即牛顿物理学的规律描述，因而对于原子这样的微观体系，逐步建立了量子物理学。量子理论的基础就是物质的波粒二象性，波粒二象性是无法纳入牛顿物理学的范畴的，而且这一特性也与人们日常的经验相去甚远，所以，量子物理学是一个全新的理论体系。
量子力学在原子、原子核这样的微观体系中的应用获得了极大的成功，在不到一百年的时问里，量子力学的成果不仅改变了人们对世界的认识，更是极大地改变了世界的格局、社会的结构和人们的生活方式。
基于量子力学所建立起来的固体物理学，导致了大量新材料的发现，其中半导体材料的发现及其性能的改进，为高集成度的大规模电路提供了优质的基础;量子力学的另一成果——激光技术，又为集成电路的制备提供了技术支持。
由此发展起来的微型计算机已经深入到了社会的各个领域，促进了各方面的进步。还有，对原子核的研究，使得核能的开发和利用成为现实，为人类社会的持续发展提供了保障，如果说刚刚过去的20世纪是社会进步最巨大的时期，那么在这样一个伟大的时期，量子力学所起的作用是无法替代的，物理学家用全新的思想和先进的技术，改变了我们的社会。
有关原子物理学的内容，被称为“近代物理学”(modern physics)。
3、原子是一种物理模型
物理学中，为了概括事物的本质和特征，需要建立研究对象的模型。所谓模型，就是模拟真实的一种形象化的构型。
质点、原子、电子等等，都是对真实的模拟。有了模型，就可以对研究对象的特征进行描述、加以数学上的分析和推导，从而很容易得出新的结论。所得到的结论同实验上的结果进行对比，如果一致，说明下图原子是一种正确的物理模型，即“自洽”，否则，就要对模型进行修正，例如，光学的发展过程正体现了这一特点。
从“光线”模型，到“光波”模型，再到“光子”模型，对光的认识越来越深入，对光的描述越来越准确。所以说，新模型的建立，标志着新理论的建立，模型不断被修正，标志着物理学不断发展、前进。原子也是这样，虽然直到目前，人们还无法借助最先进的设备直接“看到”原子的面目，但是，卢瑟福的散射实验却能够证明，只有这种核式模型(上图)才能与实验结果相一致。
通过对物理学发展的思考，我们可以总结出这样的结论：
由物理实验得到物理现象，由物理现象归纳出物理规律，由物理规律抽象出物理模型，在物理模型的基础上，借助数学的逻辑体系，就可以建立物理学的理论体系。
对于原子这样的微观体系，物理模型尤其重要。
原子时
原子时(ATI)，以物质的原子内部发射的电磁振荡频率为基准的时间计量系统。原子时的初始历元规定为1958年1月1日世界时0时，秒长定义为铯-133原子基态的...[查看全部]
原子结构
人们对原子的认识及对原子结构的探素经历了漫长的过程。
古代哲学家的原子观：
公元前5世纪，我国当时著名的哲学家墨翟提出了“端，体之无序最前者也。”的观点。墨子的“端”即物质的最小单位，有现代原子的意义，意味着他对物质的非连续性的认识。与此同时，希腊哲学家德漠克利特认为宇宙万物皆由大量极微小的、硬的、不可穿透的、不可分割的粒子所组成，他称这些粒子为原子(atom)，“atom”在希腊文中是不可分割的意思。
物质是由不可分割的“端”或“atom”构成的，这就是古代哲学家的原子观，这种观点只是一种哲学上的猜想、推理，没有实验根据，因而对物质结构的认识是朦胧的、幼稚的，还处于萌芽时期。
道尔顿的原子结构模型：
中世纪之后，原子概念受到了不少科学家的重视。 随着生产和自然科学的发展，原子学说也得到了发展。1803年，英国化学家道尔顿提出了“原子论”学说，其要点是：
1、元素是由非常微小、不可再分的微粒即原子组成。原子在一切化学变化中不可再分，并保持自己的独特性质。
2、同一种元素所有原子的质量、性质都完全相同。不同元素的原子质量和性质各不相同，原子质量是每一种元素的基本特征之一。
3、不同元素化合时，原子以简单整数比结合。和古希腊原子论不同的是道尔顿的原子论和化学分析相结合，涉及不同原子的质量和化合比例。这一理论不仅为化学，也为物理学带来深远影响。这种观点的核心是原子的不可分割性。
汤姆生的原子结构模型：
到世19纪，随着阴极射线、放射现象、射线的发现动摇了人们对道尔顿“原子论”的看法。年英国科学家汤姆生发现了电子，随着对放射性现象的深人研究，人们终于在20世纪初抛弃了原子不可分割的陈旧观念。
1898年汤姆生基于对原子内一定有带电微粒存在的认识，提出了原子是个带正电的球，带负电荷的电子在原子中好像西瓜籽镶嵌在西瓜中一样，原子好似一块“布满浆果的松糕
... 查看全文相对原子质量 ： 原子
相对原子质量(Ar)是以一个碳-12原子质量的1/12作为标准，任何一种原子的平均原子质量跟一个碳-12原子质量的1/12的比值，称为该原子的相对原子质量。
相对原子质量的起源让我们从道尔顿在18世纪末19世纪初建立的原子论说起。道尔顿根据他所建立的原子论导出了倍比定律(这时倍比定律与定比定律已经形成)，并提出了相对原子质量的概念。1803年，他规定了H的相对原子质量为1(虽然他正式发布他的原子论是在1805年)。
那时人们已经知道水中氢氧质量比为1:8，道尔顿无从知道水中氢氧原子的比例，他就根据思维经济原则武断地决定，水分子是由一个氢原子和一个氧原子构成的，所以氧的相对原子质量是8，道尔顿是相对原子质量测量的开山始祖。
H原子(准确的说是氕)是由1个质子和1个电子构成的，不含有中子。而其他原子都是既有质子也有中子的。中子的静止质量为1.6749547×10^-24g，质子的静止质量为1.6726491×10^-24g，中子是比质子重的0.138%的，这一部分就能让那些有很多中子的原子离整数差得更远(虽然有质量亏损)。
贝采里乌斯，他是第一位把相对原子质量测得比较精确的化学家。他用了近二十年的时间，在极其简陋的实验室里测定了大约两千种化合物的化合量，并据此在1814～1826年的12年里连续发表了三张相对原子质量表，所列元素多达49种。
贝采里乌斯还发现2体积氢气与1体积氧气生成2体积水蒸汽(忽略氢键影响)，所以他认为水中氢原子数量是氧原子数量的2倍。
贝采里乌斯觉得氧形成的化合物比氢形成的化合物要多得多，他采用以氧的相对原子质量为100的标准，取代了道尔顿的相对原子质量标准。他纠正了很多相对原子质量的错误，比如O的相对原子质量已经是H的16倍了，H为6.64，它更符合实验事实，所以就被广大化学家采纳了。
1860年，康尼查罗在德国卡尔
... 查看全文原子吸收光谱技术 ： 原子
原子吸收技术，也称原子吸收光谱技术。是一种定量分析方法，依据是测元素的基态原子对其特征辐射线的吸收程度，其特点是灵敏度高，重复性和选择性好，操作简单、迅速，结果准确可靠。现已广泛应用于地质、冶金、材料、石油、化工、机械、建材、农、医、环保等各个部门和领域。
原子吸收光谱技术发展简介1955年，澳大利亚的沃尔什就首先提出原子吸收应用于化学分析的见解，并在1960年沃尔什和他的同事们设计和制造出最简单的原子吸收光谱仪这标志着世界上第一台原子吸收光谱仪的诞生。
原子吸收光谱仪虽然问世于澳大利亚，但在这里却没得到真正的发展、进步，随后却在美国的帕金-埃尔默公司、英国的派氏-尤利甘姆公司、日本的岛津制作所和日立制作得到真正的发展，也正是从这时开始原子吸收分析在元素分析上占有了一席之地。
近几年原子吸收应用越来越广泛，在许多技术上也得到突破，并且随着其他仪器的发展，给原子吸收与其他技术联用创造了机会，在近几年其他仪器与原子吸收光谱仪开始联用，并在使用过程中取得了喜人的成果，比如FIA-AAS、GC-FAAS、LC-AAS、GC-GFAAS、HPLC-GFAAS等，原子吸收在有机物分析上取得了很大进步，相信，今后原子吸收还会有更大的发展。
原子吸收光谱法的原理：
蒸汽中待测元素的气态基态原子会吸收从光源发出的被测元素的特征辐射线，具有一定选择性，由辐射减弱的程度求得样品中被测元素的含量。
当辐射通过原子蒸汽，且辐射频率等于原子中电子由基态跃迁到较高能态所需要的能量的频率时，原子从入射辐射中吸收能量，产生共振吸收。
原子吸收光谱是由于电子在原子基态和第一激发态之间跃迁产生的。每一种原子的能级结构均是独特的，故原子有选择性的吸收辐射频率。因此，在所有情况下，均可产生反映该种原子结构特征的原子吸收光谱。
原子吸收光谱法的特点：
原子吸收光谱法的优点是具有较
... 查看全文原子能又称“核能”。即原子核发生变化时释放的能量，如重核裂变和轻核聚变时所释放的巨大能量。放射性同位素放出的射线在医疗卫生、食品保鲜等方面的应用也是原子能应用的重要方面。
原子能简介原子能是指原子核里的核子——中子或质子，重新分配和组合时释放出来的能量，符合爱因斯坦的质能方程E=mc2。公式中的E指能量，m指质量，c指光速。由于光速十分快，所以仅仅需要一点点的质量，就会产生庞大的能量。
原子能目前主要有两种，聚变能与裂变能。当今的核燃料主要是铀，1公斤铀原子核全部裂变释放出来的能量约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。
地球上的铀主要分为铀-238和铀-235，占比分别为99.7%和0.3%，铀的储量很低，适合开采的总量约为100万吨，且分布极不均匀。按照世界上目前的消耗来看，几十年就可以消耗完。但是在海洋这个巨大的宝库中，含有极为丰富的铀资源。
据估算，海洋中含铀达45亿吨，是陆地总储量的几千倍，但是海水中的铀含量是很低的，1000吨的海水中含有3克铀，也就是说，1千克的铀，需要处理33万多吨的海水。值得一提是原子能同石油一样是不可再生能源，它们的不同在于原子能是清洁能源。
质子一类的粒子可以加速到极高能量，因为这些粒子又小又轻。今天，加速一辆车或太空飞船至接近光速还是不可能的事，因为加速一个物体所需能量会随其质量增加。但是从另一个角度说，几个粒子内也蕴含着巨大的能量，这就是原子能。原子能的基础称为核能，大小同样和质量有关，但是和加速一定质量物体所需能量的概念完全不同。
德裔美国理论物理学家爱因斯坦作出过许多革命性的发现。其中之一就是他最著名的质能方程：E=mc2，式中：E表示能量;m表示质量，c表示真空中的光速。爱因斯坦的理论认为，物体含有静止能量，其值可从上述方程得到。
这是一种具有革命性的想法，因为这种能量既不依赖于运动，也和任何
... 查看全文原子能级是指原子系统能量量子化的形象化表示。按照量子力学理论，可计算出原子系统的能量是量子化的，能量取一系列分立值;能量值取决于一定的量子数，因此能级用一定的量子数标记。
原子能级是什么1、原子轨道
原子轨道，是原子运动的轨道，还是原子外层电子的运动轨道?从书本中不难发现，原子轨道实际上就是电子运动轨迹分布情况的简化描述。那么为什么叫原子轨道，而不称为电子轨道呢?
首先我们可以形象的理解，是核外电子在与原子核的相互作用下绕核运动，电子的运动规律与轨道特点是由原子核作用所决定，相当于原子给这些电子地方，让这些电子在“原子的地盘”上运动，因此称其为原子轨道
2、原子轨道与能层关系
在原子世界，除了氢原子和特殊的离子可以为核外单电子结构外，其他的多电子原子的电子分布遵循着“构造原理”“泡利原理”“洪特规则”这三大规律。其实上面的三大分布规律，还是基于电子拥有的能量特点。
在化学中，根据电子能量的不同，将核外电子所在的轨道分成了不同的能层，并且对于第一、二、三、四、五、六、七……能层，用“K，L，M，N，O，P……”来表示。由于电子的量子化特点，能层对于电子所拥有的能量分布的表示，还是基于一定概率范围中而言。
对于在同一个能层中的电子，其实际拥有的能量还是有一定波动的，因此我们就在大的能层范畴下，引入了能级概念。
3、能层与原子能级的关系
能层与能级的关系是什么?打个比方，能层是楼房的楼层，那么能级就是这些楼层中的楼梯。能级有时也被称为电子亚层，从名称上就不难发现，能级是被定义在能层的下一级，是不同能层下，电子所拥有能量分布更为细化的表示。有以下3个基本结论：
①轨道能是能层与能级的统称，单电子体系中，电子能量分布还是遵循能层-能级系统;
②在多电子原子中，电子根据三大规律，首先分布在不同的能层中，在不同的能层中，电子处在不同的能级上。
③在多电子原子中
... 查看全文化合价(原子价) ： 原子
化合价也叫原子价，是一种元素的一个原子与其他元素的原子化合时表现出来的性质。一般的，化合价的价数等于每个该原子在化合时得失电子的数量，即该元素能达到稳定结构时得失电子的数量。这往往决定于该元素的电子排布，主要是最外层电子排布，当然还可能涉及到次外层能达到的由亚层组成的亚稳定结构。
化合价概念的形成和传播1852年，弗兰克兰在研究金属有机化合物时提出了化合价的思想：
在研究无机化合物的化学式时，即使是一位肤浅的观察者也会对这些化学式中的普遍对称产生深刻的印象，特别是氮、磷、锑和砷的化合物，明显地表现出这些元素形成含有3个或5个其他元素原子的化合物的倾向。正是在这样的比例中，这些元素的亲和力得到最大满足。于是在三原子的化合物中有NO3、NI3、PO3、PCI3、SbO3、SbH3、SbCl3、AsO3、AsH3、AsCl3等等，在五原子的化合物中有NO5、NH4O、NH4I、PO5、PH4I等。上述元素原子的亲和力总是为相同数目的结合原子所满足。
进而，他考察了无机物的组成，认识到金属有机化合物和无机物在结合上有共性：前者金属原子只能与一定数目的基团相结合;后者一种元素的原子只能与一定数目的其他原子相结合。由此，他提出了化合力概念，揭示了元素化合力与基团化合力之间的联系，不仅是亲和力概念的发展，也是化合价概念的先声。
1854年，奥德林在《论酸和盐的组成》一文中提出了取代值概念，以元素符号右上角加撇表示氢被其他元素或基取代的关系，如，Fe′′、Fe′′′、Sn′、Sn′′等。
1857年，凯库勒提出“一元素的原子与另一元素的原子结合的数目，决定于组成原子的基数或亲和力数，如：H、CI、Br、K为一基数原子;O、S为二基数原子;N、P、As是三基数原子;C是四基数原子，并认为基数是元素的根本性质，不可变更，奠定了化合价概念的基础。
在化合价的思想和理论形成的初期，
... 查看全文原子时(ATI)，以物质的原子内部发射的电磁振荡频率为基准的时间计量系统。原子时的初始历元规定为1958年1月1日世界时0时，秒长定义为铯-133原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9，192，631，770周所持续的时间。这是一种均匀的时间计量系统。
原子时与格林尼治时间格林尼治时间以英国首都伦敦市郊格林尼治天文台命名。1884年华盛顿国际经度会议确定格林尼治时间为国际标准时间。
1924年2月5日起，格林尼治天文台每隔一小时向全球发布调时信息。格林尼治时间作为全球通用的时间参考标准已使用120多年。如今，这一以地球自转为依据的“世界时”可能由以原子振荡周期为依据的“原子时”彻底取代。
20世纪70年代一项国际协议确定世界时和原子时两种时间计量系统。世界时受地球自转速度减缓影响，有一定误差;原子时用原子能级跃迁振动频率计时，1000万年误差1秒，相对精准。为协调两种标准，格林尼治天文台1972年引入闰秒概念，人工干预原子时，即在地球自转减慢致使世界时多出1秒时，把原子时拨慢1秒。
对普通人而言，快一秒、慢一秒不会影响生活。对授时机构、通信、航天、电子等时间精度要求较高的领域而言，调校时间不是容易的事。例如，全球卫星定位系统、电信网络的时间要调校精确至毫秒，如何避免误差成为不小挑战。
国际电信联盟定于明年1月在瑞士日内瓦表决是否以原子时替代世界时。如果表决通过，意味着全球时间计量系统不再以地球自转为依据，仅由原子钟确定;原子时计量机构国际计量局将取代伦敦格林尼治天文台，成为新任“时间守护者”。
1、国际原子时基本概念
原子时，指的是以原子频标为基础建立的时间标准。1967年第十三届国际计量大会CGPM确定了以铯原子辐射为基础的秒长定义，即铯133原子基态的两个超精细能级间在海平面、零磁场下跃迁辐射9，192，631，770周所持续的时间为
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