质子、中子、电子是构成原子的3大基本微粒。但是,说所有的原子都是由质子、中子、电子构成的,这种说法是不对的原子核中就没有中子。在所有的原子中,只有H元素中的原子的原子核中没有中子。为什么原子会出现这种独一无二的情况呢?
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原子是一个特例。因此,我们在描述原子构成微粒时,通常说原子一般是由三种基本微粒质子、中子和电子构成的。11H原子在H元素中的天然丰度为99.98%,故H原子核一般又称为质子氢。
那么,为什么只有原子没有中子呢?这就取决于中子在原子结构中所扮演的角色,如果了解了这一点,你离问题的答案就不远了。中子在原子结构中起什么作用呢?我们可以从原子的特殊性入手来分析原子的独一无二性,必定缘于其结构上的与众不同。从原子在原子结构上的特点发现原子只有一个质子。(www.xing528.com)
原子的直径大小数量级约为10-10m,而原子核的直径大小数量级为10-15—10-14m,质子和中子就挤在原子内部微小的原子核空间内。除H原子外,其他元素的原子都含有2个或2个以上的质子。质子带正电荷,在微小的空间内相互排斥,不利于原子核的稳定。H原子只有一个质子,不存在这种情况。中子所扮演的角色定位就浮出水面,就像你所想的那样,中子是起“维稳”作用的。中子之间、中子与质子之间、质子之间都存在核力,这是用于对抗质子之间的静电斥力的。H原子没有这类作用力。
随着原子核内质子数不断增加,原子核大小不断增大,“维稳”的任务也变得越来越艰巨。达到一定程度时,核力已经无法抵抗静电斥力,原子核就会作出相应的调整以达到新的稳定,如释放出α粒子(即He原子核)。在元素周期表中可以看到,84号元素(包括84号元素)后全部是放射性元素。α衰变是放射性辐射的基本形式之一,还有一种形式是β衰变。β衰变是中子释放出电子,自身转变为质子的过程,这又涉及原子核内质子与中子的比例问题。
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