原子
读音:[yuan2 zi3]
原子 原子是指以化学方法所分割的物质基本单位。据称原子(atom)是英国的化学家道尔顿(John Dalton,一七六六年~一八四四年)取自希腊哲学家留基伯(Leukippos,公元前约五世纪)与德谟克利特(Demokritos,前约四六○年~前约三七○年)所称“atmos(不可分割)”一词而作的命名。元素是被编上原子序号而做分类。从氢的芇号到铀的掋号中,号的鎝、悞号的无除外,有九十种是天然的存在。元素周期表所见号的錼以上,至 号的鐒为止,是使用于原子核反应及加速器的人造元素。不过,一九九七年八月在瑞士召开的“国际纯粹应用化学联合会”(IUPAC)大会上,又决定加入新元素九种,周期表变成记载至 号的元素。原子是由原子核及围绕其四周的电子组成。原子核内有几乎相同质量的阳质子与中子,阳质子带有正电荷,中子则不带电荷。原子核内的阳质子数与带有同数负电荷的电子,由于被静电引力吸附在一起,而形成带有电性的中性原子。阳质子的质量约1.67×10-27 kg,相对的,电子的质量则不过是它的一千八百四十分之一。相对于原子核的大小约10-14m左右,而与原子大小相当的电子云则为直径约10-10m的大小。换言之,假设原子核是直径约三公分的乒乓球,原子则相当于三○○公尺的棒球场大。表示元素种类的原子序号,是按照其阳质子数而定,但亦存在阳质子数相同而质量数(阳质子数+中子数)不同的元素。像这样的元素,我们称它为同位体或同位元素(isotope),阳质子数相同故其化学性质亦是同样,但因质量不同故其物理性质亦有差异。天然存在的元素,一般是质量数不同的数种同位元素的混合物。例如:氢有质量数芇、,碳有质量数、厨,氧有质量数廴、、廹的物质。因此,变成水或二氧化碳之类的分子时,就会有质量不同的种种分子存在。原子论认为物质是由不能再分割的微粒子(原子)与真空所组成的一种自然观。由公元前五世纪,古希腊的留基伯及其弟子德谟克利特所提倡。德谟克利特所说的原子论,其特色概如次。物质是不连续,由空虚(真空)和不可分割体(原子)所组成。原子具有一样且不变的实质,只有大小和形状不同而已。原子不带有感觉性质,物质的感觉性质是由于原子在空虚中移动、结合或分离而产生。因此,物质的不同是由于原子及其排列的不同所致。古希腊的连续论是否定真空,但、他的原子论则是不连续论,又基于所谓色、气、香等物质所具有的各种性质,可还原为不具性质的原子运动之意,故亦属于机械唯物论。以上各点从古希腊的哲学来看,他的哲学可说是异端。该一学说遭到提倡观念元素论的亚里斯多德(Aristotle,公元前三八四年~前三二二年)严词批判,在古代只有伊壁鸠鲁(Epicurus)和他的学派以道德哲学的基础而承袭下来。到了十五世纪,读到卢克莱修(Titus Lucretius Carus,前约九四年/九七年~前约五五年)的,又经机械论者伽桑狄(Pierre Gassendi,一五九二年~一六五五年)在介绍伊壁鸠鲁的原子论时,古代原子论不消多时便在欧洲知识分子中再度复活。另一方面,于古代与原子论分庭抗礼的元素说,亦逐渐接近原子论。于是,近代的元素说便在古代的元素说与原子论结合下应运而生。其出发点是英国道尔顿所建立的新体系,亦即(一八○三年)。他在拉瓦锡(Antoine-Laurent Lavoisier,一七四三年~一七九四年)建立的各种元素中,使原子具体对应,究明化学反应是由于原子的结合或分离所致,并计算出原子的相对重量。接着有门捷列夫(Dmitry I. Mendeleyev,一八三四年~一九○七年)发现元素周期律(一八六九年),向着实质原子论的完成迈进了一大步。在哲学意味上,物质究极的粒子探索,直到二十世纪可以说仍在持续展开中。从阳质子、中子、电子等基本粒子的探索,更进展到夸克(quark)理论,以往的物质科学史从所谓“找寻究极粒子”的一个层面看来,称得上是“永无止境的原子论探索”。
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