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双原子分子有哪些(解构分子、原子、电子等微粒子)


一个人初入社会,就会有人对他说,要遵守江湖规矩,不然会被江湖收拾。

无规矩不成方圆,同样,无规矩也不成世界。

我们这个世界就是建立在微观粒子有规矩的江湖里。

世间万物中,我们看得见、摸得着的物质,都是由微观粒子组成,我们眼睛所看到的,只是它们组合在一起的样子。

一花一世界,一叶一菩提。

让我们走入花与叶的世界,感受粒子的江湖。

当你拿着高倍显微镜走入花朵的世界时,会感受到这里面的江湖也是如此的门禁森严,各种各样的微观粒子,是如此有规律的在自己的一亩三分地上辛勤劳作。

将高倍显微镜对准一朵小红花,最先看到的是由各种各样的分子组成的各方势力。

这些势力决定了花的颜色,基因就是不同分子的组合 ,也就是肽链,还有像染色体等等也都是由分子组成的。

分子就像江湖里的各种帮派,是构成江湖的主线条。

我们将高倍显微镜的倍数调大,就能够看到各帮派的掌门人了,也就是原子。

一个派系里,有的只有一个掌门人,有的却有许多。

少林派就有多个掌门人,河南(嵩山)少林、福建少林、广东少林、峨眉少林和武当少林,这些都有自己的掌门人。

但五毒派就只有一个掌门人,蓝凤凰。

分子的江湖也是一样的,水分子H₂O,就是两个氢原子和一个氧原子构成;更复杂的,一个分子有上万个原子,比如蛋白质。

通常只有稀有气体才是一个分子配一个原子,比如氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)。

当然,粒子的江湖也是一样的,不能只有一个掌门人,光杆司令谁都不乐意当。

把显微镜倍数继续加大,我们会发现一个原子里面有一个原子核,但也只会有一个原子核。

原子核就是原子这个掌门的主力军,原子能够征战四方,靠的就是原子核,比如原子弹里的核裂变。

但你不用担心正在观察的花朵会核裂变,以目前的技术水平来说,只有电子层达到或超过6层,并且原子的中子个数远超过质子个数,才能够产生核裂变。

就化学领域考虑,电子对原子核的影响微乎其微——电子的质量太小了,而电子与原子核的距离,相对于原子核本身的尺寸又太大了(原子核体积其实很小,原子核相对于原子,相当于太阳相对于太阳系)。

别看原子核小,能成为主力军都有两把刷子。

原子核的体积只占到原子体积的几千亿分之一,但是在这极小的原子核里却集中了99.96%以上原子的质量。

原子核这个主力军里面,有两支高素质的队伍和严明的纪律。

我们将高倍显微镜的倍数再次放大,就能发现这两支队伍:质子和中子,它们也分别由不同的队员组成。

高倍显微镜的倍数调到最大。

质子的队伍里有两个上夸克和一个下夸克;

中子的队伍里有两个下夸克和一个上夸克;

而在原子里面,原子核外面,会有与质子数量相等的电子。

在这个微小的江湖之中里,质子带负电,中子不带电,电子带负电,在微妙的平衡之下,整个原子就不带电。

当然,和人类的江湖一样,有了结构还不行,大家之所以能各司其职,是有一种无形的能量在促使其按规则运行。

有可能是信仰(极其缺少),有可能是心仪的姑娘、可观的薪水、广阔的发展空间,亦或者是生存的无赖,总得占一样,才会融入那个江湖,按江湖规则运行。

同样,粒子虽小,但也有它们的江湖,或主动、或被动,虽然彼此嫌弃,却又不离不弃。

每一刻它们都在按部就班,根据某种规律高速运转,究竟是何方神圣竟有此等魔力,能让微小的粒子,始终有规律地耕耘着那一亩三分地?

有的,那种无形的力量就是强力。

我们知道,质子带正电,正电互相排斥,按理说不应该撕混在一起,就像两块磁铁的同极相互接近时,由于磁场的互斥作用,两块磁铁就像有一股力量让他们远远分开一样。

但因为 强作用力 的存在,带正电的质子与不带电的中子,它们像被胶水粘住了一般,老老实实地呆在原子核里面。

这种强相互作用力,力程很短,只有10^-15m,属于短程力,但它的强度很大,大约是电磁力的100倍,因此它能够克服两个质子之间的电磁力,使原子核中的质子不会因为库伦斥力而分开。

也就是说核力在核子间距离小于10^-15m的时候能够把核子结合在一起形成原子核,超过10^-15m,核力就消失了。

这种力在短距离上时最大,但距离一旦拉开,则力会大幅减小.

相互排斥的正电和胶水般强度很大的强力,将质子和中子牢牢地锁定在了原子核里面。

并且,在这个微小的江湖里,它们这个团体也是灵活多变的。

质子和中子之间可以通过 弱力 相互转化。

这相互转化的过程就是β衰变,下夸克吸收能量转化为电子、上夸克及反中微子,在此过程中,W-玻色子起了一个传播作用。

实际上是下夸克通过释放一个W-玻色子转化为了上夸克,而W-玻色子衰变为了电子和中微子。

而所谓的夸克不可再分,可以看为是上夸克不可再分。

夸克分为上、下、奇、粲、顶、底,其中奇、粲、顶、底夸克因为质量过大,会很快衰变为上、下夸克(第一代夸克),而其中下夸克又会通过上文所述转化为上夸克。

别看原子核小,但原子核拥有着极大的能量。

构成原子核的质子和中子之间存在着巨大的吸引力,能克服质子之间所带正电荷的斥力,而结合成原子核。

正因为原子核本身拥有的极大能量,才能使原子在化学反应中原子核不发生分裂。

强力和弱力这两种无形的能量,把原子核内收拾地服服帖帖。

而排布在原子核外的电子,它们与核内质子保持电中性,所以原子能不显电性,而他们本身,尤其是最外层电子决定了原子的化学性质。

在化学反应中,最活跃的、主要的参与者,其实就是电子。

正是因为电子和原子核之间的作用不是非常强,才使得电子能够参与化学反应——各元素的第一电离能在几个到25个电子伏特之间,使得电子可以在加热、光照、直流电等条件下离开原子核,从而发生化学反应。

通过高倍显微镜,我们发现,在这个微小的江湖里,也拥有着和人类一样的结构与维持这种结构的力量。

当然,对于这种力量的来源,比如,电子运动的能量来源,为什么电子不会掉到原子核里等,我们后面再聊。

微观的江湖如果一层层剥下去,一点都不比人类这个江湖简单。

万物皆规则,让我们在这有序和无序的规则之中翱翔。

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