Atom
Một nguyên tử là đơn vị nhỏ nhất của bình thường vấn đề hình thành một nguyên tố hóa học . Mọi chất rắn , lỏng , khí và plasma đều được cấu tạo từ các nguyên tử trung hòa hoặc ion hóa . Nguyên tử có kích thước cực kỳ nhỏ, thường có chiều ngang khoảng 100 picometers . Chúng rất nhỏ nên việc dự đoán chính xác hành vi của chúng bằng vật lý cổ điển — chẳng hạn như nếu chúng là quả bóng tennis — là không thể do hiệu ứng lượng tử .
Atom | |
---|---|
![]() Hình minh họa nguyên tử heli , mô tả hạt nhân (màu hồng) và sự phân bố đám mây electron (màu đen). Hạt nhân (phía trên bên phải) trong helium-4 trên thực tế là đối xứng cầu và gần giống với đám mây electron, mặc dù đối với các hạt nhân phức tạp hơn thì điều này không phải lúc nào cũng đúng. Thanh màu đen là một angstrom ( 10 −10 m hoặc 100 giờ chiều ). | |
Phân loại | |
Sự phân chia nhỏ nhất được công nhận của một nguyên tố hóa học | |
Tính chất | |
Phạm vi khối lượng | 1,67 × 10 −27 đến4,52 × 10 −25 kg |
Sạc điện | không (trung tính), hoặc điện tích ion |
Phạm vi đường kính | 62 giờ chiều ( Anh ) đến 520 giờ tối ( Cs ) ( trang dữ liệu ) |
Các thành phần | Electron và một hạt nhân nhỏ gọn của proton và neutron |
Mọi nguyên tử đều được cấu tạo bởi một hạt nhân và một hoặc nhiều electron liên kết với hạt nhân. Hạt nhân được tạo bởi một hoặc nhiều proton và một số nơtron . Chỉ có loại hydro phổ biến nhất là không có neutron. Hơn 99,94% khối lượng nguyên tử là trong hạt nhân. Các proton mang điện dương , electron mang điện âm và nơtron không mang điện. Nếu số proton và electron bằng nhau thì nguyên tử trung hoà về điện. Nếu một nguyên tử có nhiều hoặc ít electron hơn proton, thì nó có tổng điện tích âm hoặc dương tương ứng - những nguyên tử như vậy được gọi là ion .
Các electron của nguyên tử bị lực điện từ hút các proton trong hạt nhân nguyên tử . Các proton và neutron trong hạt nhân bị thu hút với nhau bằng các lực lượng hạt nhân . Lực này thường mạnh hơn lực điện từ đẩy các proton tích điện dương ra khỏi nhau. Trong những trường hợp nhất định, lực đẩy điện từ trở nên mạnh hơn lực hạt nhân. Trong trường hợp này, hạt nhân tách ra và để lại các nguyên tố khác nhau . Đây là một dạng phân rã hạt nhân .
Số proton trong hạt nhân là số hiệu nguyên tử và nó xác định nguyên tố đó thuộc về nguyên tố hóa học nào. Ví dụ, bất kỳ nguyên tử nào chứa 29 proton là đồng . Số nơtron xác định đồng vị của nguyên tố. Nguyên tử có thể gắn với một hoặc nhiều nguyên tử khác bằng liên kết hóa học để tạo thành các hợp chất hóa học như phân tử hoặc tinh thể . Khả năng liên kết và phân ly của các nguyên tử là nguyên nhân của hầu hết các thay đổi vật lý được quan sát thấy trong tự nhiên. Hóa học là ngành học nghiên cứu những thay đổi này.
Lịch sử lý thuyết nguyên tử
Trong triết học
Ý tưởng cơ bản rằng vật chất được tạo thành từ các hạt nhỏ không thể phân chia đã rất lâu đời, xuất hiện trong nhiều nền văn hóa cổ đại như Hy Lạp và Ấn Độ . Từ nguyên tử có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp cổ đại Atomos , có nghĩa là "uncuttable". Ý tưởng cổ đại này dựa trên lý luận triết học hơn là lý luận khoa học, và lý thuyết nguyên tử hiện đại không dựa trên những khái niệm cũ này. Điều đó nói lên rằng, bản thân từ "nguyên tử" đã được sử dụng trong suốt nhiều thời đại bởi những nhà tư tưởng nghi ngờ rằng vật chất cuối cùng có bản chất là hạt. [1] [2]
Định luật nhiều tỷ lệ của Dalton

Vào đầu những năm 1800, nhà hóa học người Anh John Dalton đã tổng hợp dữ liệu thí nghiệm do chính ông và các nhà khoa học khác thu thập và phát hiện ra một mô hình ngày nay được gọi là " định luật nhiều tỷ lệ ". Ông nhận thấy rằng trong các hợp chất hóa học có chứa một nguyên tố hóa học cụ thể, hàm lượng của nguyên tố đó trong các hợp chất này sẽ khác nhau theo tỷ lệ số nguyên nhỏ. Mô hình này gợi ý cho Dalton rằng mỗi nguyên tố hóa học kết hợp với những nguyên tố khác bằng một số đơn vị khối lượng cơ bản và nhất quán.
Ví dụ, có hai loại oxit thiếc : một loại là bột màu đen có 88,1% thiếc và 11,9% ôxy, và loại khác là chất bột màu trắng có 78,7% thiếc và 21,3% ôxy. Điều chỉnh các số liệu này, cứ 100 g thiếc thì trong ôxit đen có khoảng 13,5 g ôxy và trong ôxit trắng có khoảng 27 g ôxy cho cứ 100 g thiếc. 13,5 và 27 tạo thành tỷ lệ 1: 2. Trong các oxit này, cứ một nguyên tử thiếc thì có một hoặc hai nguyên tử oxi tương ứng ( SnO và SnO 2 ). [3] [4]
Ví dụ thứ hai, Dalton xem xét hai oxit sắt : một chất bột màu đen có 78,1% sắt và 21,9% oxy, và một chất bột màu đỏ có 70,4% sắt và 29,6% oxy. Điều chỉnh các số liệu này, cứ 100 g sắt thì trong oxit đen có khoảng 28 g oxi và trong 100 g sắt thì trong oxit đỏ có 42 g oxi cho mỗi 100 g sắt. 28 và 42 tạo thành tỷ lệ 2: 3. Trong các oxit tương ứng này, cứ hai nguyên tử sắt thì có hai hoặc ba nguyên tử oxi ( Fe 2 O 2 và Fe 2 O 3 ). [a] [5] [6]
Ví dụ cuối cùng: oxit nitơ là 63,3% nitơ và 36,7% oxy, oxit nitric là 44,05% nitơ và 55,95% oxy, và nitơ đioxit là 29,5% nitơ và 70,5% oxy. Điều chỉnh các số liệu này, trong oxit nitơ có 80 g oxy cho mỗi 140 g nitơ, trong oxit nitric có khoảng 160 g oxy cho mỗi 140 g nitơ và trong nitơ đioxit có 320 g oxy cho mỗi 140 g. g nitơ. 80, 160 và 320 tạo thành tỷ lệ 1: 2: 4. Công thức tương ứng của các oxit này là N 2 O , NO và NO 2 . [7] [8]
Thuyết động học của chất khí
Vào cuối thế kỷ 18, một số nhà khoa học nhận thấy rằng họ có thể giải thích tốt hơn hành vi của các chất khí bằng cách mô tả chúng dưới dạng tập hợp các hạt cực nhỏ và mô hình hóa hành vi của chúng bằng cách sử dụng thống kê và xác suất . Không giống như lý thuyết nguyên tử của Dalton, lý thuyết động học của chất khí không mô tả cách các chất khí phản ứng hóa học với nhau để tạo thành hợp chất, mà là cách chúng hoạt động vật lý: khuếch tán, độ nhớt, độ dẫn điện, áp suất, v.v.
Chuyển động Brown
Vào năm 1827, nhà thực vật học Robert Brown đã sử dụng kính hiển vi để xem xét các hạt bụi trôi nổi trong nước và phát hiện ra rằng chúng di chuyển một cách thất thường, một hiện tượng được gọi là " chuyển động Brown ". Điều này được cho là do các phân tử nước đập vào các hạt. Năm 1905, Albert Einstein đã chứng minh tính thực tế của các phân tử này và chuyển động của chúng bằng cách đưa ra phân tích vật lý thống kê đầu tiên về chuyển động Brown . [9] [10] [11] Nhà vật lý người Pháp Jean Perrin đã sử dụng công trình của Einstein để thực nghiệm xác định khối lượng và kích thước của phân tử, từ đó cung cấp bằng chứng vật lý về bản chất hạt của vật chất. [12]
Khám phá về electron

Left: Dự kiến kết quả: hạt alpha đi qua các mô hình bánh pudding mận của nguyên tử với độ võng không đáng kể.
Đúng: Kết quả quan sát được: một phần nhỏ hạt bị lệch bởi điện tích dương tập trung của hạt nhân.
Năm 1897, J.J. Thomson phát hiện ra rằng tia âm cực không phải là sóng điện từ mà được tạo ra từ các hạt nhẹ hơn 1.800 lần so với hydro (nguyên tử nhẹ nhất). Thomson kết luận rằng các hạt này đến từ các nguyên tử bên trong catốt - chúng là các hạt hạ nguyên tử. Ông gọi những hạt mới này là tiểu thể nhưng sau đó chúng được đổi tên thành electron . Thomson cũng chỉ ra rằng các điện tử giống hệt các hạt được tạo ra bởi các vật liệu quang điện và phóng xạ. [13] Người ta nhanh chóng nhận ra rằng electron là những hạt mang dòng điện trong dây kim loại. Thomson kết luận rằng các electron này xuất hiện từ chính các nguyên tử của cực âm trong các thiết bị của ông, điều này có nghĩa là các nguyên tử không thể phân chia như tên gọi atomos gợi ý.
Khám phá hạt nhân
JJ Thomson nghĩ rằng các electron mang điện tích âm được phân bố khắp nguyên tử trong một biển điện tích dương được phân bố trên toàn bộ thể tích của nguyên tử. [14] Mô hình này đôi khi được gọi là mô hình bánh pudding mận .
Ernest Rutherford và các đồng nghiệp của ông là Hans Geiger và Ernest Marsden đã nghi ngờ về mô hình Thomson sau khi họ gặp khó khăn khi cố gắng chế tạo một công cụ để đo tỷ lệ điện tích trên khối lượng của các hạt alpha (đây là những hạt mang điện tích dương được phát ra bởi một số chất phóng xạ như radium ). Các hạt alpha bị phân tán bởi không khí trong buồng phát hiện, điều này làm cho các phép đo không đáng tin cậy. Thomson đã gặp phải một vấn đề tương tự trong nghiên cứu của mình về tia âm cực, vấn đề mà ông đã giải quyết bằng cách tạo ra một chân không gần như hoàn hảo trong các thiết bị của mình. Rutherford không nghĩ rằng mình sẽ gặp phải vấn đề tương tự như vậy bởi vì các hạt alpha nặng hơn nhiều electron. Theo mô hình nguyên tử của Thomson, điện tích dương trong nguyên tử không tập trung đủ để tạo ra điện trường đủ mạnh để làm lệch hướng một hạt alpha, và các electron rất nhẹ nên dễ dàng bị đẩy sang một bên bởi các hạt alpha nặng hơn nhiều. Tuy nhiên, có sự phân tán, vì vậy Rutherford và các đồng nghiệp của ông quyết định điều tra kỹ lưỡng sự phân tán này. [15]
Từ năm 1908 đến năm 1913, Rutheford và các đồng nghiệp của ông đã thực hiện một loạt các thí nghiệm, trong đó họ bắn phá các lá kim loại mỏng bằng các hạt alpha. Họ phát hiện các hạt alpha bị lệch đi một góc lớn hơn 90 °. Để giải thích điều này, Rutherford đề xuất rằng điện tích dương của nguyên tử không phân bố khắp thể tích nguyên tử như Thomson tin tưởng, mà tập trung trong một hạt nhân nhỏ ở trung tâm. Chỉ với nồng độ điện tích mạnh như vậy mới có thể tạo ra một điện trường đủ mạnh để làm lệch hướng các hạt alpha như đã quan sát được. [15]
Khám phá các đồng vị
Trong khi thử nghiệm với các sản phẩm của sự phân rã phóng xạ , vào năm 1913, nhà hóa học phóng xạ Frederick Soddy đã phát hiện ra rằng dường như có nhiều hơn một loại nguyên tử ở mỗi vị trí trong bảng tuần hoàn . [16] Thuật ngữ đồng vị được đặt ra bởi Margaret Todd như một tên thích hợp cho các nguyên tử khác nhau thuộc cùng một nguyên tố. JJ Thomson đã tạo ra một kỹ thuật tách đồng vị thông qua nghiên cứu của ông về các chất khí bị ion hóa , sau đó dẫn đến việc phát hiện ra các đồng vị ổn định . [17]
Mô hình Bohr

Năm 1913, nhà vật lý Niels Bohr đề xuất một mô hình trong đó các electron của nguyên tử được giả định quay quanh hạt nhân nhưng chỉ có thể làm như vậy trong một tập hợp các quỹ đạo hữu hạn, và chỉ có thể nhảy giữa các quỹ đạo này trong những thay đổi rời rạc của năng lượng tương ứng với sự hấp thụ hoặc bức xạ của một photon. [18] Lượng tử hóa này được sử dụng để giải thích tại sao quỹ đạo của các electron lại ổn định (thông thường, các điện tích trong gia tốc, bao gồm cả chuyển động tròn, mất động năng được phát ra dưới dạng bức xạ điện từ, xem bức xạ synctron ) và tại sao các nguyên tố hấp thụ và phát ra điện từ bức xạ trong quang phổ rời rạc. [19]
Cuối cùng trong năm đó, Henry Moseley đã cung cấp thêm bằng chứng thực nghiệm ủng hộ lý thuyết của Niels Bohr . Những kết quả này đã tinh chỉnh mô hình của Ernest Rutherford và Antonius van den Broek , trong đó đề xuất rằng nguyên tử chứa trong hạt nhân của nó một số điện tích hạt nhân dương bằng với số (nguyên tử) của nó trong bảng tuần hoàn. Cho đến những thí nghiệm này, số nguyên tử vẫn chưa được biết đến là một đại lượng vật lý và thực nghiệm. Rằng nó bằng điện tích hạt nhân nguyên tử vẫn là mô hình nguyên tử được chấp nhận ngày nay. [20]
Liên kết hóa học giữa các nguyên tử được Gilbert Newton Lewis giải thích vào năm 1916, là sự tương tác giữa các electron cấu thành của chúng. [21] Vì các tính chất hóa học của các nguyên tố được biết là phần lớn lặp lại theo quy luật tuần hoàn , [22] vào năm 1919, nhà hóa học người Mỹ Irving Langmuir cho rằng điều này có thể giải thích được nếu các electron trong nguyên tử được kết nối hoặc tập hợp lại trong một số cách thức. Các nhóm electron được cho là chiếm một tập hợp các lớp vỏ electron xung quanh hạt nhân. [23]
Mô hình Bohr của nguyên tử là mô hình vật lý hoàn chỉnh đầu tiên của nguyên tử. Nó mô tả cấu trúc tổng thể của nguyên tử, cách các nguyên tử liên kết với nhau và dự đoán các vạch quang phổ của hydro. Mô hình của Bohr không hoàn hảo và nhanh chóng bị thay thế bởi mô hình Schrödinger chính xác hơn, nhưng nó đủ để làm bay hơi mọi nghi ngờ còn sót lại rằng vật chất được cấu tạo từ các nguyên tử. Đối với các nhà hóa học, ý tưởng về nguyên tử là một công cụ heuristic hữu ích, nhưng các nhà vật lý đã nghi ngờ liệu vật chất có thực sự được tạo thành từ các nguyên tử hay không vì chưa ai phát triển được một mô hình vật lý hoàn chỉnh của nguyên tử.
Mô hình Schrödinger
Các thí nghiệm Stern-Gerlach năm 1922 đã cung cấp thêm bằng chứng về bản chất lượng tử của chất nguyên tử. Khi một chùm nguyên tử bạc được truyền qua một từ trường có hình dạng đặc biệt, chùm tia bị tách ra theo một cách tương quan với hướng của mômen động lượng của nguyên tử, hay spin . Vì hướng quay này ban đầu là ngẫu nhiên, nên chùm tia sẽ bị lệch theo một hướng ngẫu nhiên. Thay vào đó, chùm tia được tách thành hai thành phần hướng, tương ứng với spin nguyên tử được định hướng lên hoặc xuống so với từ trường. [24]
Năm 1925, Werner Heisenberg công bố công thức toán học nhất quán đầu tiên của cơ học lượng tử ( cơ học ma trận ). [20] Một năm trước đó, Louis de Broglie đã đề xuất giả thuyết de Broglie : rằng tất cả các hạt đều hoạt động giống như sóng ở một mức độ nào đó, [25] và vào năm 1926 Erwin Schrödinger đã sử dụng ý tưởng này để phát triển phương trình Schrödinger , một mô hình toán học của nguyên tử. (cơ học sóng) mô tả các electron là dạng sóng ba chiều chứ không phải là các hạt điểm. [26]
Hệ quả của việc sử dụng các dạng sóng để mô tả các hạt là về mặt toán học không thể có được các giá trị chính xác cho cả vị trí và động lượng của một hạt tại một thời điểm nhất định; Điều này được gọi là nguyên lý bất định , được Werner Heisenberg đưa ra vào năm 1927. [20] Theo khái niệm này, đối với một độ chính xác nhất định khi đo một vị trí, người ta chỉ có thể nhận được một loạt các giá trị có thể xảy ra đối với động lượng và ngược lại. [27] Mô hình này có thể giải thích các quan sát về hành vi của nguyên tử mà các mô hình trước đó không thể thực hiện được, chẳng hạn như một số mẫu cấu trúc và quang phổ của các nguyên tử lớn hơn hydro. Do đó, mô hình hành tinh của nguyên tử đã bị loại bỏ để chuyển sang mô hình mô tả các vùng quỹ đạo nguyên tử xung quanh hạt nhân, nơi có nhiều khả năng quan sát thấy một electron nhất định nhất. [28] [29]
Khám phá về neutron
Sự phát triển của khối phổ kế cho phép đo khối lượng của các nguyên tử với độ chính xác cao hơn. Thiết bị này sử dụng một nam châm để bẻ cong quỹ đạo của một chùm ion, và lượng lệch được xác định bằng tỷ lệ giữa khối lượng của một nguyên tử với điện tích của nó. Nhà hóa học Francis William Aston đã sử dụng thiết bị này để chỉ ra rằng các đồng vị có khối lượng khác nhau. Các khối lượng nguyên tử của các đồng vị khác nhau bởi một lượng số nguyên, được gọi là toàn bộ quy tắc số . [30] Lời giải thích cho các đồng vị khác nhau này đã chờ đợi sự phát hiện ra neutron , một hạt không tích điện có khối lượng tương tự như proton , bởi nhà vật lý James Chadwick vào năm 1932. Các đồng vị sau đó được giải thích là các nguyên tố có cùng số proton, nhưng khác số nơtron trong hạt nhân. [31]
Sự phân hạch, vật lý năng lượng cao và vật chất ngưng tụ
Năm 1938, nhà hóa học người Đức Otto Hahn , một sinh viên của Rutherford, hướng neutron vào các nguyên tử uranium mong nhận được nguyên tố transuranium . Thay vào đó, các thí nghiệm hóa học của ông cho thấy bari là một sản phẩm. [32] [33] Một năm sau, Lise Meitner và cháu trai của bà Otto Frisch xác minh rằng kết quả của Hahn là sự phân hạch hạt nhân thực nghiệm đầu tiên . [34] [35] Năm 1944, Hahn nhận giải Nobel Hóa học . Bất chấp những nỗ lực của Hahn, những đóng góp của Meitner và Frisch không được ghi nhận. [36]
Trong những năm 1950, sự phát triển của máy gia tốc hạt và máy dò hạt cải tiến cho phép các nhà khoa học nghiên cứu tác động của các nguyên tử chuyển động ở năng lượng cao. [37] Các neutron và proton được tìm thấy là hadron , hoặc vật liệu tổng hợp của các hạt nhỏ hơn gọi là quark . Các mô hình chuẩn của vật lý hạt đã được phát triển mà cho đến nay đã giải thích thành công các thuộc tính của hạt nhân trong điều kiện của các hạt hạ nguyên tử và các lực lượng chi phối tương tác của chúng. [38]
Kết cấu
Các hạt hạ nguyên tử
Mặc dù từ nguyên tử ban đầu biểu thị một hạt không thể cắt thành các hạt nhỏ hơn, nhưng trong cách sử dụng khoa học hiện đại, nguyên tử được cấu tạo từ các hạt hạ nguyên tử khác nhau . Các hạt cấu thành của nguyên tử là electron , proton và neutron .
Cho đến nay, electron là hạt có khối lượng nhỏ nhất trong số các hạt này ở 9,11 × 10 −31 kg , mang điện tích âm và kích thước quá nhỏ để đo bằng các kỹ thuật có sẵn. [39] Nó là hạt nhẹ nhất với khối lượng nghỉ dương được đo, cho đến khi phát hiện ra khối lượng neutrino . Ở điều kiện bình thường, các electron liên kết với hạt nhân mang điện dương bởi lực hút tạo ra từ các điện tích trái dấu. Nếu một nguyên tử có nhiều hoặc ít electron hơn số nguyên tử của nó, thì tổng thể nó trở nên mang điện tích âm hoặc dương; nguyên tử mang điện được gọi là ion . Các electron đã được biết đến từ cuối thế kỷ 19, phần lớn là nhờ JJ Thomson ; xem lịch sử vật lý hạ nguyên tử để biết thêm chi tiết.
Proton có điện tích dương và khối lượng gấp 1,836 lần electron, tại 1,6726 × 10 −27 kg . Số proton trong nguyên tử được gọi là số hiệu nguyên tử của nó . Ernest Rutherford (1919) đã quan sát thấy rằng nitơ dưới sự bắn phá của hạt alpha sẽ phóng ra những gì có vẻ là hạt nhân hydro. Đến năm 1920, ông đã chấp nhận rằng hạt nhân hydro là một hạt khác biệt trong nguyên tử và đặt tên cho nó là proton .
Nơtron không mang điện và có khối lượng tự do gấp 1,839 lần khối lượng của electron, hoặc 1,6749 × 10 −27 kg . [40] [41] Nơtron là hạt nặng nhất trong ba hạt cấu thành, nhưng khối lượng của chúng có thể bị giảm bởi năng lượng liên kết hạt nhân . Nơtron và proton (gọi chung là nucleon ) có kích thước tương đương — theo thứ tự2,5 × 10 -15 m — mặc dù 'bề mặt' của những hạt này không được xác định rõ ràng. [42] neutron được phát hiện vào năm 1932 bởi nhà vật lý người Anh James Chadwick .
Trong Mô hình chuẩn của vật lý, electron thực sự là các hạt cơ bản không có cấu trúc bên trong, trong khi proton và neutron là các hạt tổng hợp bao gồm các hạt cơ bản gọi là quark . Có hai loại quark trong nguyên tử, mỗi loại có điện tích phân số. Các proton bao gồm hai quark up (mỗi quark có điện tích +2/3) và một hạt quark xuống (với điện tích - 1/3). Nơtron bao gồm một quark lên và hai quark xuống. Sự phân biệt này giải thích cho sự khác biệt về khối lượng và điện tích giữa hai hạt. [43] [44]
Các hạt quark được giữ lại với nhau bằng lực tương tác mạnh (hoặc lực mạnh), được trung gian bởi các gluon . Lần lượt, các proton và neutron được giữ với nhau trong hạt nhân bởi lực hạt nhân , lực hạt nhân là chân không của lực mạnh có các tính chất phạm vi hơi khác nhau (xem thêm bài viết về lực hạt nhân). Gluon là một thành viên của họ boson đo , là những hạt cơ bản làm trung gian cho các lực vật lý. [43] [44]
Nhân tế bào

Tất cả các proton và neutron liên kết trong một nguyên tử tạo nên một hạt nhân nguyên tử nhỏ bé , và được gọi chung là nucleon . Bán kính của hạt nhân xấp xỉ bằng femtometres , ở đâulà tổng số nucleon. [45] Bán kính này nhỏ hơn nhiều so với bán kính của nguyên tử, theo thứ tự 10 5 fm. Các nucleon liên kết với nhau bằng một thế năng hấp dẫn trong khoảng ngắn được gọi là lực mạnh dư . Ở khoảng cách nhỏ hơn 2,5 fm, lực này mạnh hơn nhiều so với lực tĩnh điện làm cho các proton tích điện dương đẩy nhau. [46]
Các nguyên tử của cùng một nguyên tố có cùng số proton, gọi là số hiệu nguyên tử . Trong một nguyên tố đơn lẻ, số lượng neutron có thể khác nhau, xác định đồng vị của nguyên tố đó. Tổng số proton và neutron xác định nuclide . Số lượng neutron so với proton quyết định sự ổn định của hạt nhân, với một số đồng vị nhất định đang trải qua quá trình phân rã phóng xạ . [47]
Proton, electron và neutron được phân loại là fermion . Các fermion tuân theo nguyên tắc loại trừ Pauli cấm các fermion giống hệt nhau , chẳng hạn như nhiều proton, chiếm cùng một trạng thái lượng tử tại cùng một thời điểm. Do đó, mỗi proton trong hạt nhân phải chiếm một trạng thái lượng tử khác với tất cả các proton khác, và điều này cũng áp dụng cho tất cả các neutron của hạt nhân và cho tất cả các electron của đám mây electron. [48]
Một hạt nhân có số proton khác với số nơtron có thể có khả năng giảm xuống trạng thái năng lượng thấp hơn thông qua phân rã phóng xạ làm cho số proton và nơtron gần nhau hơn. Kết quả là, các nguyên tử có số proton và neutron phù hợp thì bền hơn chống lại sự phân rã, nhưng với số nguyên tử ngày càng tăng, lực đẩy lẫn nhau của các proton đòi hỏi tỷ lệ neutron ngày càng tăng để duy trì sự ổn định của hạt nhân. [48]

Số lượng proton và neutron trong hạt nhân nguyên tử có thể được thay đổi, mặc dù điều này có thể đòi hỏi năng lượng rất cao vì lực mạnh. Phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra khi nhiều hạt nguyên tử tham gia để tạo thành một hạt nhân nặng hơn, chẳng hạn như thông qua va chạm năng lượng của hai hạt nhân. Ví dụ, ở lõi của các proton Mặt trời yêu cầu năng lượng từ 3 đến 10 keV để vượt qua lực đẩy lẫn nhau của chúng — rào cản coulomb — và hợp nhất với nhau thành một hạt nhân duy nhất. [49] Phân hạch hạt nhân là quá trình ngược lại, khiến một hạt nhân tách thành hai hạt nhân nhỏ hơn - thường là thông qua phân rã phóng xạ. Hạt nhân cũng có thể bị biến đổi thông qua bắn phá bởi các hạt hạ nguyên tử hoặc photon năng lượng cao. Nếu điều này làm thay đổi số proton trong hạt nhân, thì nguyên tử đó sẽ biến đổi thành một nguyên tố hóa học khác. [50] [51]
Nếu khối lượng của hạt nhân sau phản ứng nhiệt hạch nhỏ hơn tổng khối lượng của các hạt riêng biệt, thì sự chênh lệch giữa hai giá trị này có thể được phát ra dưới dạng năng lượng khả dụng (chẳng hạn như tia gamma , hoặc động năng. của một hạt beta ), như mô tả của Albert Einstein 's khối lượng năng lượng tương đương công thức,, Ở đâu là sự mất mát khối lượng và là tốc độ ánh sáng . Sự thiếu hụt này là một phần của năng lượng liên kết của hạt nhân mới, và sự mất mát năng lượng không thể phục hồi được khiến các hạt hợp nhất ở lại với nhau ở trạng thái đòi hỏi năng lượng này phải tách ra. [52]
Sự hợp nhất của hai hạt nhân tạo ra những hạt nhân lớn hơn có số nguyên tử thấp hơn sắt và niken — tổng số nucleon khoảng 60 — thường là một quá trình tỏa nhiệt giải phóng nhiều năng lượng hơn mức cần thiết để đưa chúng lại gần nhau. [53] Chính quá trình giải phóng năng lượng này làm cho phản ứng tổng hợp hạt nhân trong các ngôi sao trở thành một phản ứng tự duy trì. Đối với hạt nhân nặng hơn, năng lượng liên kết trên mỗi nucleon trong hạt nhân bắt đầu giảm. Điều đó có nghĩa là quá trình nhiệt hạch tạo ra hạt nhân có số nguyên tử cao hơn khoảng 26 và khối lượng nguyên tử cao hơn khoảng 60, là một quá trình thu nhiệt . Những hạt nhân có khối lượng lớn hơn này không thể trải qua phản ứng nhiệt hạch sinh ra năng lượng có thể duy trì trạng thái cân bằng thủy tĩnh của một ngôi sao. [48]
Đám mây điện từ

Các electron trong nguyên tử bị lực điện từ hút các proton trong hạt nhân . Lực này liên kết các electron bên trong một giếng thế tĩnh điện bao quanh hạt nhân nhỏ hơn, có nghĩa là cần một nguồn năng lượng bên ngoài để electron thoát ra. Electron càng gần hạt nhân thì lực hút càng lớn. Do đó, các điện tử liên kết gần tâm giếng tiềm năng cần nhiều năng lượng để thoát ra hơn so với các điện tử ở khoảng cách lớn hơn.
Electron, giống như các hạt khác, có các đặc tính của cả hạt và sóng . Đám mây điện tử là một vùng bên trong giếng tiềm năng nơi mỗi điện tử tạo thành một dạng sóng dừng ba chiều — một dạng sóng không di chuyển so với hạt nhân. Hành vi này được xác định bởi một quỹ đạo nguyên tử , một hàm toán học đặc trưng cho xác suất một electron xuất hiện ở một vị trí cụ thể khi vị trí của nó được đo. [54] Chỉ có một tập hợp rời rạc (hoặc lượng tử hóa ) của các obitan này tồn tại xung quanh hạt nhân, vì các dạng sóng khác có thể phân rã nhanh chóng thành một dạng ổn định hơn. [55] Các quỹ đạo có thể có một hoặc nhiều cấu trúc vòng hoặc nút và khác nhau về kích thước, hình dạng và hướng. [56]

Mỗi obitan nguyên tử tương ứng với một mức năng lượng cụ thể của electron. Electron có thể thay đổi trạng thái của nó lên mức năng lượng cao hơn bằng cách hấp thụ một photon có năng lượng đủ để đẩy nó lên trạng thái lượng tử mới. Tương tự như vậy, thông qua phát xạ tự phát , một điện tử ở trạng thái năng lượng cao hơn có thể giảm xuống trạng thái năng lượng thấp hơn trong khi bức xạ năng lượng dư thừa dưới dạng một photon. Các giá trị năng lượng đặc trưng này, được xác định bởi sự khác nhau về năng lượng của các trạng thái lượng tử, là nguyên nhân tạo ra các vạch phổ nguyên tử . [55]
Lượng năng lượng cần thiết để loại bỏ hoặc thêm một điện tử - năng lượng liên kết điện tử - nhỏ hơn nhiều so với năng lượng liên kết của các nucleon . Ví dụ, nó chỉ cần 13,6 eV để tách một electron ở trạng thái cơ bản ra khỏi nguyên tử hydro, [57] so với 2,23 triệu eV để tách một hạt nhân đơteri . [58] Nguyên tử trung hòa về điện nếu chúng có số proton và electron bằng nhau. Các nguyên tử bị thâm hụt hoặc thừa electron được gọi là ion . Các electron ở xa hạt nhân nhất có thể được chuyển sang các nguyên tử lân cận khác hoặc được chia sẻ giữa các nguyên tử. Theo cơ chế này, các nguyên tử có thể liên kết thành phân tử và các dạng hợp chất hóa học khác như tinh thể mạng ion và mạng cộng hóa trị . [59]
Tính chất
Tính chất hạt nhân
Theo định nghĩa, hai nguyên tử bất kỳ có số proton trong hạt nhân giống nhau đều thuộc cùng một nguyên tố hóa học . Các nguyên tử có số proton bằng nhau nhưng số nơtron khác nhau là các đồng vị khác nhau của cùng một nguyên tố. Ví dụ, tất cả các nguyên tử hydro thừa nhận chính xác một proton, nhưng các đồng vị tồn tại không có neutron ( hydro-1 , cho đến nay là dạng phổ biến nhất, [60] còn được gọi là protium), một neutron ( deuterium ), hai neutron ( tritium ) và hơn thế nữa hơn hai nơtron . Các nguyên tố đã biết tạo thành một tập hợp các số nguyên tử, từ nguyên tố đơn proton là hydro cho đến nguyên tố 118 proton là oganesson . [61] Tất cả các đồng vị đã biết của các nguyên tố có số nguyên tử lớn hơn 82 đều là chất phóng xạ, mặc dù độ phóng xạ của nguyên tố 83 ( bitmut ) rất nhẹ nên thực tế không đáng kể. [62] [63]
Khoảng 339 nuclôn xuất hiện tự nhiên trên Trái đất , [64] trong đó 252 (khoảng 74%) chưa được quan sát thấy phân rã, và được gọi là " đồng vị ổn định ". Chỉ có 90 nuclôn là ổn định về mặt lý thuyết , trong khi 162 nuclôn khác (nâng tổng số lên 252) chưa được quan sát thấy đang phân rã, mặc dù về mặt lý thuyết thì điều đó là có thể xảy ra. Đây cũng chính thức được phân loại là "ổn định". Thêm 34 nuclit phóng xạ có chu kỳ bán rã dài hơn 100 triệu năm và đủ tuổi thọ để có mặt kể từ khi hệ Mặt Trời ra đời . Tập hợp 286 nuclêôtit này được gọi là nuclêôtit nguyên thủy . Cuối cùng, thêm 53 nuclide tồn tại trong thời gian ngắn được biết là xảy ra tự nhiên, là sản phẩm con của quá trình phân rã nuclide nguyên thủy (chẳng hạn như radi từ uranium ), hoặc là sản phẩm của các quá trình năng lượng tự nhiên trên Trái đất, chẳng hạn như sự bắn phá của tia vũ trụ (ví dụ, carbon -14). [65] [ghi chú 1]
Đối với 80 nguyên tố hóa học, tồn tại ít nhất một đồng vị bền . Theo quy luật, chỉ có một số ít đồng vị ổn định cho mỗi nguyên tố này, trung bình là 3,2 đồng vị ổn định cho mỗi nguyên tố. 26 nguyên tố chỉ có một đồng vị bền duy nhất, trong khi số lượng đồng vị ổn định lớn nhất quan sát được đối với bất kỳ nguyên tố nào là mười đối với nguyên tố thiếc . Các nguyên tố 43 , 61 và tất cả các nguyên tố được đánh số từ 83 trở lên không có đồng vị ổn định. [66] : 1–12
Tính ổn định của đồng vị bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ proton trên neutron, và cũng bởi sự hiện diện của một số "số ma thuật" nhất định của neutron hoặc proton đại diện cho lớp vỏ lượng tử đóng và đầy. Các lớp vỏ lượng tử này tương ứng với một tập hợp các mức năng lượng trong mô hình lớp vỏ của hạt nhân; các vỏ chứa đầy, chẳng hạn như vỏ chứa đầy 50 proton đối với thiếc, mang lại sự ổn định bất thường cho nuclide. Trong số 252 nuclit ổn định đã biết, chỉ có bốn nuclôn có cả số lẻ proton và số lẻ nơtron: hydro-2 ( đơteri ), liti-6 , boron-10 và nitơ-14 . Ngoài ra, chỉ có bốn nuclit phóng xạ, lẻ phóng xạ có chu kỳ bán rã trên một tỷ năm: kali-40 , vanadi-50 , lantan-138 và tantali-180m . Hầu hết các hạt nhân lẻ đều không ổn định cao so với phân rã beta , bởi vì các sản phẩm phân rã là chẵn, và do đó liên kết mạnh hơn, do hiệu ứng ghép đôi hạt nhân . [67]
Khối lượng
Phần lớn khối lượng của một nguyên tử đến từ các proton và neutron tạo nên nó. Tổng số các hạt này (được gọi là "nucleon") trong một nguyên tử nhất định được gọi là số khối . Nó là một số nguyên dương và không có thứ nguyên (thay vì có thứ nguyên là khối lượng), bởi vì nó biểu thị một số đếm. Một ví dụ về việc sử dụng một số khối là "carbon-12," có 12 nucleon (sáu proton và sáu neutron).
Khối lượng thực tế của một nguyên tử ở trạng thái nghỉ thường được biểu thị bằng dalton (Da), còn được gọi là đơn vị khối lượng nguyên tử thống nhất (u). Đơn vị này được định nghĩa là một phần mười hai khối lượng của một nguyên tử trung hòa tự do của cacbon-12 , xấp xỉ1,66 × 10 −27 kg . [68] Hydro-1 (đồng vị nhẹ nhất của hydro cũng là nuclit có khối lượng thấp nhất) có trọng lượng nguyên tử là 1,007825 Da. [69] Giá trị của con số này được gọi là khối lượng nguyên tử . Một nguyên tử nhất định có khối lượng nguyên tử xấp xỉ bằng (trong vòng 1%) với số khối lượng của nó nhân với đơn vị khối lượng nguyên tử (ví dụ khối lượng của nitơ-14 là khoảng 14 Da), nhưng con số này sẽ không chính xác là một số nguyên ngoại trừ ( theo định nghĩa) trong trường hợp carbon-12. [70] Nguyên tử bền nhất là chì-208, [62] với khối lượng207.976 6521 Đa . [71]
Vì ngay cả những nguyên tử có khối lượng lớn nhất cũng quá nhẹ để có thể làm việc trực tiếp với nó, các nhà hóa học thay vào đó sử dụng đơn vị mol . Một mol nguyên tử của bất kỳ nguyên tố nào luôn có cùng số nguyên tử (khoảng6,022 × 10 23 ). Con số này được chọn để nếu một nguyên tố có khối lượng nguyên tử là 1 u thì một mol nguyên tử của nguyên tố đó có khối lượng gần bằng một gam. Do định nghĩa về đơn vị khối lượng nguyên tử thống nhất , mỗi nguyên tử cacbon-12 có khối lượng nguyên tử chính xác là 12 Da, và do đó một mol nguyên tử cacbon-12 nặng đúng 0,012 kg. [68]
Hình dáng và kích thước
Nguyên tử thiếu ranh giới bên ngoài được xác định rõ ràng, vì vậy kích thước của chúng thường được mô tả dưới dạng bán kính nguyên tử . Đây là thước đo khoảng cách mà đám mây điện tử kéo dài ra khỏi hạt nhân. [72] Điều này giả định rằng nguyên tử có dạng hình cầu, hình dạng này chỉ tuân theo đối với các nguyên tử trong chân không hoặc không gian tự do. Bán kính nguyên tử có thể bắt nguồn từ khoảng cách giữa hai hạt nhân khi hai nguyên tử tham gia liên kết hóa học . Bán kính thay đổi theo vị trí của nguyên tử trên biểu đồ nguyên tử, loại liên kết hóa học, số nguyên tử lân cận ( số phối trí ) và tính chất cơ lượng tử gọi là spin . [73] Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố, kích thước nguyên tử có xu hướng tăng khi di chuyển xuống các cột, nhưng giảm khi di chuyển qua các hàng (từ trái sang phải). [74] Do đó, nguyên tử nhỏ nhất là heli với bán kính 32 pm , trong khi một trong những nguyên tử lớn nhất là cesium ở 225 pm. [75]
Khi chịu tác động của các lực bên ngoài, như điện trường , hình dạng của nguyên tử có thể lệch khỏi đối xứng cầu . Sự biến dạng phụ thuộc vào cường độ trường và loại quỹ đạo của các electron lớp vỏ ngoài, như được chỉ ra bởi các xem xét lý thuyết nhóm . Các sai lệch phi cầu có thể được tạo ra, ví dụ như trong các tinh thể , trong đó các trường điện tinh thể lớn có thể xuất hiện ở các vị trí mạng tinh thể có độ đối xứng thấp . [76] [77] Các biến dạng ellipsoidal đáng kể đã được chứng minh là xảy ra đối với các ion lưu huỳnh [78] và các ion chalcogen [79] trong các hợp chất kiểu pyrit .
Kích thước nguyên tử nhỏ hơn hàng nghìn lần so với bước sóng ánh sáng (400–700 nm ) nên không thể nhìn thấy chúng bằng kính hiển vi quang học , mặc dù có thể quan sát từng nguyên tử bằng kính hiển vi quét đường hầm . Để hình dung độ nhỏ của nguyên tử, hãy coi rằng một sợi tóc điển hình của con người có chiều rộng khoảng 1 triệu nguyên tử cacbon. [80] Một giọt nước chứa khoảng 2 tỷ giới tính (2 × 10 21 ) nguyên tử oxy, và gấp đôi số nguyên tử hydro. [81] Một viên kim cương carat duy nhất có khối lượng2 × 10 −4 kg chứa khoảng 10 tỷ (10 22 ) nguyên tử cacbon . [lưu ý 2] Nếu một quả táo được phóng đại bằng kích thước của Trái đất, thì các nguyên tử trong quả táo sẽ có kích thước xấp xỉ kích thước của quả táo ban đầu. [82]
Phân rã phóng xạ

Mọi nguyên tố đều có một hoặc nhiều đồng vị có hạt nhân không bền bị phân rã phóng xạ, làm cho hạt nhân phát ra các hạt hoặc bức xạ điện từ. Hiện tượng phóng xạ có thể xảy ra khi bán kính của hạt nhân lớn so với bán kính của lực mạnh chỉ tác dụng trên những khoảng cách trên 1 fm. [83]
Các dạng phân rã phóng xạ phổ biến nhất là: [84] [85]
- Phân rã alpha : quá trình này xảy ra khi hạt nhân phát ra một hạt alpha, đó là hạt nhân heli bao gồm hai proton và hai neutron. Kết quả của sự phát xạ là một nguyên tố mới có số nguyên tử thấp hơn .
- Phân rã beta (và bắt giữ điện tử ): những quá trình này được điều chỉnh bởi lực yếu và là kết quả của sự biến đổi một neutron thành một proton, hoặc một proton thành một neutron. Quá trình chuyển đổi neutron sang proton đi kèm với sự phát xạ của một điện tử và một phản neutrino , trong khi sự chuyển đổi proton sang neutron (trừ trường hợp bắt giữ điện tử) gây ra sự phát xạ một positron và một neutrino . Sự phát xạ electron hoặc positron được gọi là hạt beta. Phân rã beta làm tăng hoặc giảm số nguyên tử của hạt nhân đi một. Sự bắt giữ electron phổ biến hơn sự phát xạ positron, vì nó cần ít năng lượng hơn. Trong kiểu phân rã này, một điện tử bị hạt nhân hấp thụ, chứ không phải là một positron phát ra từ hạt nhân. Một neutrino vẫn được phát ra trong quá trình này, và một proton chuyển thành neutron.
- Phân rã gamma : quá trình này là kết quả của sự thay đổi mức năng lượng của hạt nhân xuống trạng thái thấp hơn, dẫn đến phát ra bức xạ điện từ. Trạng thái kích thích của một hạt nhân dẫn đến sự phát xạ gamma thường xảy ra sau sự phát xạ của một hạt alpha hoặc một hạt beta. Do đó, sự phân rã gamma thường theo sau sự phân rã alpha hoặc beta.
Các dạng phân rã phóng xạ khác hiếm gặp hơn bao gồm sự phóng ra neutron hoặc proton hoặc cụm nucleon từ một hạt nhân, hoặc nhiều hơn một hạt beta . Một chất tương tự của phát xạ gamma cho phép các hạt nhân bị kích thích mất năng lượng theo một cách khác, đó là chuyển đổi bên trong — một quá trình tạo ra các điện tử tốc độ cao không phải là tia beta, tiếp theo là tạo ra các photon năng lượng cao không phải là tia gamma. Một vài hạt nhân lớn nổ thành hai hoặc nhiều mảnh tích điện có khối lượng khác nhau cộng với một số nơtron, trong một sự phân rã được gọi là phân hạch hạt nhân tự phát .
Mỗi đồng vị phóng xạ có một khoảng thời gian phân rã đặc trưng - chu kỳ bán rã - được xác định bằng khoảng thời gian cần thiết để một nửa mẫu phân rã. Đây là một quá trình phân rã theo cấp số nhân làm giảm đều đặn tỷ lệ của đồng vị còn lại đi 50% sau mỗi chu kỳ bán rã. Do đó, sau hai chu kỳ bán rã trôi qua, chỉ có 25% đồng vị hiện diện, v.v. [83]
Mômen từ
Các hạt cơ bản sở hữu một đặc tính cơ lượng tử nội tại được gọi là spin . Điều này tương tự như mômen động lượng của một vật thể đang quay quanh khối tâm của nó , mặc dù nói một cách chính xác thì những hạt này được cho là giống chất điểm và không thể nói là đang quay. Spin được đo bằng đơn vị của hằng số Planck rút gọn (ħ), với các electron, proton và neutron đều có spin ½ ħ, hoặc "spin-½". Trong nguyên tử, các electron chuyển động xung quanh hạt nhân có momen động lượng quỹ đạo ngoài spin của chúng, trong khi bản thân hạt nhân sở hữu momen động lượng do spin hạt nhân của nó. [86]
Các từ trường được tạo ra bởi một nguyên tử của nó mômen từ -là xác định bằng các hình thức khác nhau của mômen động lượng, giống như một đối tượng tính xoay cổ điển tạo ra một từ trường, nhưng sự đóng góp chi phối hầu hết xuất phát từ spin electron. Do bản chất của các điện tử tuân theo nguyên lý loại trừ Pauli , trong đó không có hai điện tử nào có thể được tìm thấy ở cùng một trạng thái lượng tử , các điện tử liên kết bắt cặp với nhau, với một thành viên của mỗi cặp ở trạng thái quay lên và thành viên kia ở ngược lại, trạng thái quay xuống. Do đó, các spin này triệt tiêu lẫn nhau, làm giảm tổng momen lưỡng cực từ xuống 0 trong một số nguyên tử có số electron chẵn. [87]
Trong các nguyên tố sắt từ như sắt, coban và niken, một số điện tử lẻ dẫn đến một điện tử chưa ghép đôi và một mômen từ tổng thể ròng. Các obitan của các nguyên tử lân cận chồng lên nhau và trạng thái năng lượng thấp hơn đạt được khi spin của các điện tử chưa ghép đôi thẳng hàng với nhau, một quá trình tự phát được gọi là tương tác trao đổi . Khi mômen từ của các nguyên tử sắt từ được xếp thẳng hàng, vật liệu có thể tạo ra một trường vĩ mô có thể đo được. Vật liệu thuận từ có các nguyên tử có mômen từ xếp thành hàng theo các hướng ngẫu nhiên khi không có từ trường, nhưng mômen từ của các nguyên tử riêng lẻ xếp thành hàng khi có trường. [87] [88]
Hạt nhân của một nguyên tử sẽ không có spin khi nó có số chẵn của cả neutron và proton, nhưng đối với các trường hợp số lẻ khác, hạt nhân có thể có spin. Thông thường các hạt nhân có spin được sắp xếp theo các hướng ngẫu nhiên vì cân bằng nhiệt , nhưng đối với các nguyên tố nhất định (chẳng hạn như xenon-129 ), có thể phân cực một tỷ lệ đáng kể các trạng thái spin của hạt nhân để chúng được sắp xếp theo cùng một hướng - một điều kiện gọi là siêu phân cực . Điều này có ứng dụng quan trọng trong chụp cộng hưởng từ . [89] [90]
Mức năng lượng

Thế năng của êlectron trong nguyên tử là âm so với khi khoảng cách từ hạt nhân ra xa vô cùng ; sự phụ thuộc của nó vào vị trí của electron đạt cực tiểu bên trong hạt nhân, tỷ lệ nghịch gần đúng với khoảng cách. Trong mô hình cơ lượng tử, một electron liên kết chỉ có thể chiếm một tập hợp các trạng thái ở tâm hạt nhân, và mỗi trạng thái tương ứng với một mức năng lượng cụ thể ; xem phương trình Schrödinger không phụ thuộc thời gian để có giải thích lý thuyết. Một mức năng lượng có thể được đo bằng lượng năng lượng cần thiết để tách electron ra khỏi nguyên tử và thường được tính bằng đơn vị electronvolt (eV). Trạng thái năng lượng thấp nhất của một điện tử liên kết được gọi là trạng thái cơ bản, tức là trạng thái dừng , trong khi sự chuyển đổi của điện tử lên mức cao hơn dẫn đến trạng thái kích thích. [91] Năng lượng của electron tăng cùng với n vì khoảng cách (trung bình) đến hạt nhân tăng. Sự phụ thuộc của năng lượng vào ℓ không phải do thế năng tĩnh điện của hạt nhân mà do tương tác giữa các electron.
Để một electron chuyển đổi giữa hai trạng thái khác nhau , ví dụ như trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích đầu tiên , nó phải hấp thụ hoặc phát ra một photon ở mức năng lượng phù hợp với sự khác biệt về thế năng của các mức đó, theo mô hình Niels Bohr , chính xác là được tính bằng phương trình Schrödinger . Các electron nhảy giữa các obitan theo kiểu hạt. Ví dụ, nếu một photon chạm vào các electron, chỉ một electron duy nhất thay đổi trạng thái để phản ứng với photon; xem thuộc tính Electron .
Năng lượng của một photon phát ra tỷ lệ với tần số của nó , do đó các mức năng lượng cụ thể này xuất hiện dưới dạng các dải riêng biệt trong phổ điện từ . [92] Mỗi nguyên tố có một quang phổ đặc trưng có thể phụ thuộc vào điện tích hạt nhân, các vỏ con được lấp đầy bởi các electron, tương tác điện từ giữa các electron và các yếu tố khác. [93]

Khi một quang phổ liên tục của năng lượng truyền qua một chất khí hoặc plasma, một số photon bị nguyên tử hấp thụ, làm cho các electron thay đổi mức năng lượng của chúng. Những electron bị kích thích vẫn liên kết với nguyên tử của chúng sẽ tự phát phát ra năng lượng này dưới dạng một photon, di chuyển theo một hướng ngẫu nhiên, và do đó giảm trở lại mức năng lượng thấp hơn. Do đó, các nguyên tử hoạt động giống như một bộ lọc tạo thành một loạt các dải hấp thụ tối trong đầu ra năng lượng. (Một quan sát viên quan sát các nguyên tử từ một chế độ xem không bao gồm quang phổ liên tục ở nền, thay vào đó nhìn thấy một loạt các vạch phát xạ từ các photon do nguyên tử phát ra.) Các phép đo phổ về cường độ và chiều rộng của các vạch quang phổ nguyên tử cho phép thành phần và các tính chất vật lý của một chất cần xác định. [94]
Kiểm tra kỹ các vạch quang phổ cho thấy một số vạch hiển thị sự phân tách cấu trúc nhỏ. Điều này xảy ra do sự ghép quỹ đạo spin , là sự tương tác giữa spin và chuyển động của electron lớp ngoài cùng. [95] Khi một nguyên tử ở trong từ trường bên ngoài, các vạch quang phổ bị tách thành ba thành phần trở lên; một hiện tượng được gọi là hiệu ứng Zeeman . Điều này được gây ra bởi sự tương tác của từ trường với mômen từ của nguyên tử và các electron của nó. Một số nguyên tử có thể có nhiều cấu hình electron với cùng mức năng lượng, do đó chúng xuất hiện dưới dạng một vạch phổ duy nhất. Sự tương tác của từ trường với nguyên tử làm dịch chuyển các cấu hình electron này đến các mức năng lượng hơi khác nhau, dẫn đến nhiều vạch quang phổ. [96] Sự hiện diện của điện trường bên ngoài có thể gây ra sự phân tách và dịch chuyển có thể so sánh giữa các vạch quang phổ bằng cách thay đổi mức năng lượng electron, một hiện tượng được gọi là hiệu ứng Stark . [97]
Nếu một điện tử liên kết ở trạng thái kích thích, một photon tương tác với năng lượng thích hợp có thể gây ra sự phát xạ kích thích của một photon có mức năng lượng phù hợp. Để điều này xảy ra, electron phải giảm xuống một trạng thái năng lượng thấp hơn có sự chênh lệch năng lượng phù hợp với năng lượng của photon tương tác. Sau đó photon phát ra và photon tương tác chuyển động song song và theo các pha phù hợp. Nghĩa là, các dạng sóng của hai photon được đồng bộ hóa. Tính chất vật lý này được sử dụng để chế tạo laser , có thể phát ra chùm năng lượng ánh sáng kết hợp trong dải tần số hẹp. [98]
Giá trị và hành vi liên kết
Giá trị là sức mạnh kết hợp của một phần tử. Nó được xác định bởi số lượng liên kết mà nó có thể hình thành với các nguyên tử hoặc nhóm khác. [99] Vỏ electron ngoài cùng của nguyên tử ở trạng thái không liên kết được gọi là vỏ hóa trị , và các electron trong lớp vỏ đó được gọi là electron hóa trị . Số electron hóa trị quyết định hành vi liên kết với các nguyên tử khác. Các nguyên tử có xu hướng phản ứng hóa học với nhau theo cách lấp đầy (hoặc làm trống) lớp vỏ hóa trị ngoài của chúng. [100] Ví dụ, sự chuyển một điện tử đơn lẻ giữa các nguyên tử là một phép gần đúng hữu ích cho các liên kết hình thành giữa các nguyên tử có một điện tử nhiều hơn một lớp vỏ được lấp đầy và những liên kết khác thiếu một điện tử so với một lớp vỏ đầy đủ, chẳng hạn như xảy ra. trong hợp chất natri clorua và các muối ion hóa học khác. Nhiều nguyên tố hiển thị nhiều hóa trị hoặc có xu hướng chia sẻ số lượng electron khác nhau trong các hợp chất khác nhau. Do đó, liên kết hóa học giữa các nguyên tố này có nhiều dạng chia sẻ electron hơn là chuyển electron đơn giản. Ví dụ bao gồm nguyên tố cacbon và các hợp chất hữu cơ . [101]
Các nguyên tố hóa học thường được hiển thị trong bảng tuần hoàn được sắp xếp để hiển thị các tính chất hóa học tuần hoàn, và các nguyên tố có cùng số electron hóa trị tạo thành một nhóm được sắp xếp trong cùng một cột của bảng. (Các hàng ngang tương ứng với việc lấp đầy một lớp vỏ lượng tử của các electron.) Các nguyên tố ở ngoài cùng bên phải của bảng có lớp vỏ bên ngoài của chúng hoàn toàn chứa đầy các electron, điều này dẫn đến các nguyên tố trơ về mặt hóa học được gọi là khí quý . [102] [103]
Những trạng thái

Các đại lượng của nguyên tử được tìm thấy trong các trạng thái khác nhau của vật chất phụ thuộc vào các điều kiện vật lý, chẳng hạn như nhiệt độ và áp suất . Bằng cách thay đổi các điều kiện, vật liệu có thể chuyển đổi giữa chất rắn , chất lỏng , chất khí và plasmas . [104] Trong một trạng thái, vật liệu cũng có thể tồn tại ở các dạng thù hình khác nhau . Một ví dụ về điều này là carbon rắn, có thể tồn tại dưới dạng than chì hoặc kim cương . [105] Các dạng thù hình ở thể khí cũng tồn tại, chẳng hạn như dioxy và ozon .
Ở nhiệt độ gần với độ không tuyệt đối , các nguyên tử có thể hình thành chất ngưng tụ Bose-Einstein , tại điểm đó các hiệu ứng cơ lượng tử, thường chỉ được quan sát ở quy mô nguyên tử, trở nên rõ ràng trên quy mô vĩ mô. [106] [107] Tập hợp siêu nguyên tử được làm lạnh này sau đó hoạt động như một siêu nguyên tử duy nhất , có thể cho phép kiểm tra cơ bản hành vi cơ học lượng tử. [108]
Nhận biết
Trong khi các nguyên tử quá nhỏ để có thể nhìn thấy, các thiết bị như kính hiển vi quét đường hầm (STM) cho phép hình ảnh của chúng trên bề mặt của chất rắn. Kính hiển vi sử dụng hiện tượng đường hầm lượng tử , cho phép các hạt đi qua một rào cản mà theo quan điểm cổ điển không thể vượt qua. Electron chui hầm qua chân không giữa hai thiên điện, cung cấp một đường hầm hiện nay đó là theo cấp số nhân phụ thuộc vào khoảng cách của họ. Một điện cực là một đầu nhọn lý tưởng kết thúc bằng một nguyên tử. Tại mỗi điểm quét của bề mặt, chiều cao của đầu được điều chỉnh để giữ cho dòng điện đào hầm ở một giá trị đã đặt. Mức độ di chuyển của đầu nhọn đến và ra khỏi bề mặt được hiểu là cấu hình chiều cao. Đối với độ chệch thấp, kính hiển vi hình ảnh các quỹ đạo điện tử trung bình trên các mức năng lượng được đóng gói chặt chẽ — mật độ cục bộ của các trạng thái điện tử gần mức Fermi . [109] [110] Do khoảng cách liên quan, cả hai điện cực cần phải cực kỳ ổn định; chỉ khi đó mới có thể quan sát được các tuần hoàn tương ứng với từng nguyên tử. Chỉ riêng phương pháp này không cụ thể về mặt hóa học, và không thể xác định các loại nguyên tử hiện diện trên bề mặt.
Có thể dễ dàng xác định các nguyên tử bằng khối lượng của chúng. Nếu một nguyên tử bị ion hóa bằng cách loại bỏ một trong các điện tử của nó, quỹ đạo của nó khi đi qua một từ trường sẽ bị bẻ cong. Bán kính mà quỹ đạo của một ion chuyển động quay bởi từ trường được xác định bởi khối lượng của nguyên tử. Các khối phổ sử dụng nguyên tắc này để đo tỷ lệ khối lượng-to-phí của các ion. Nếu một mẫu chứa nhiều đồng vị, khối phổ kế có thể xác định tỷ lệ của mỗi đồng vị trong mẫu bằng cách đo cường độ của các chùm ion khác nhau. Các kỹ thuật làm bốc hơi các nguyên tử bao gồm quang phổ phát xạ nguyên tử plasma ghép cảm ứng và phổ khối lượng plasma ghép cảm ứng , cả hai đều sử dụng plasma để làm bốc hơi các mẫu để phân tích. [111]
Máy chụp ảnh thăm dò nguyên tử có độ phân giải dưới nanomet trong 3-D và có thể xác định hóa học các nguyên tử riêng lẻ bằng cách sử dụng khối phổ thời gian bay. [112]
Các kỹ thuật phát xạ điện tử như quang phổ quang điện tử tia X (XPS) và quang phổ điện tử Auger (AES), đo năng lượng liên kết của các điện tử lõi , được sử dụng để xác định các loại nguyên tử có trong mẫu theo cách không phá hủy. Với việc lấy nét thích hợp, cả hai đều có thể được thực hiện theo khu vực cụ thể. Một phương pháp khác như vậy là quang phổ tổn thất năng lượng điện tử (EELS), đo sự mất mát năng lượng của chùm điện tử trong kính hiển vi điện tử truyền qua khi nó tương tác với một phần của mẫu.
Quang phổ của trạng thái kích thích có thể được sử dụng để phân tích thành phần nguyên tử của các ngôi sao ở xa . Các bước sóng ánh sáng cụ thể có trong ánh sáng quan sát từ các ngôi sao có thể bị tách ra và liên quan đến sự chuyển đổi lượng tử hóa trong các nguyên tử khí tự do. Những màu này có thể được tái tạo bằng cách sử dụng đèn phóng điện chứa cùng một nguyên tố. [113] Helium được phát hiện theo cách này trong quang phổ của Mặt trời 23 năm trước khi nó được tìm thấy trên Trái đất. [114]
Nguồn gốc và trạng thái hiện tại
Vật chất baryonic tạo thành khoảng 4% tổng mật độ năng lượng của Vũ trụ quan sát được , với mật độ trung bình khoảng 0,25 hạt / m 3 (chủ yếu là proton và electron). [115] Trong một thiên hà như Dải Ngân hà , các hạt có nồng độ cao hơn nhiều, với mật độ vật chất trong môi trường giữa các vì sao (ISM) nằm trong khoảng từ 10 5 đến 10 9 nguyên tử / m 3 . [116] Mặt trời được cho là ở bên trong Bong bóng cục bộ , vì vậy mật độ trong vùng lân cận Mặt trời chỉ khoảng 10 3 nguyên tử / m 3 . [117] Các ngôi sao hình thành từ những đám mây dày đặc trong ISM, và quá trình tiến hóa của các ngôi sao dẫn đến sự làm giàu ổn định của ISM với các nguyên tố có khối lượng lớn hơn hydro và heli.
Có tới 95% vật chất baryon của Dải Ngân hà tập trung bên trong các ngôi sao, nơi có điều kiện bất lợi cho vật chất nguyên tử. Tổng khối lượng baryonic bằng khoảng 10% khối lượng của thiên hà; [118] phần còn lại của khối lượng là một vật chất tối chưa biết . [119] cao nhiệt độ bên trong sao làm cho hầu hết các "nguyên tử" ion hóa hoàn toàn, có nghĩa là, tách tất cả các electron từ các hạt nhân. Trong tàn dư của sao - ngoại trừ các lớp bề mặt của chúng - một áp suất lớn làm cho lớp vỏ electron không thể thực hiện được.
Sự hình thành

Các electron được cho là tồn tại trong Vũ trụ kể từ giai đoạn đầu của Vụ nổ lớn . Hạt nhân nguyên tử hình thành trong các phản ứng tổng hợp hạt nhân . Trong khoảng ba phút, quá trình tổng hợp hạt nhân của Vụ nổ lớn đã tạo ra hầu hết heli , liti và đơteri trong Vũ trụ, và có lẽ một số berili và boron . [120] [121] [122]
Tính phổ biến và ổn định của các nguyên tử phụ thuộc vào năng lượng liên kết của chúng , có nghĩa là nguyên tử có năng lượng thấp hơn hệ không liên kết của hạt nhân và các electron. Ở nơi nhiệt độ cao hơn nhiều so với thế ion hóa , vật chất tồn tại ở dạng plasma — một chất khí gồm các ion tích điện dương (có thể là hạt nhân trần) và các electron. Khi nhiệt độ giảm xuống dưới thế ion hóa, các nguyên tử trở nên thuận lợi về mặt thống kê . Nguyên tử (hoàn chỉnh với các electron bound) đã trở thành để thống trị trên điện hạt 380.000 năm sau vụ nổ Big Bang-một kỷ nguyên được gọi là tái tổ hợp , khi vũ trụ mở rộng làm lạnh đủ để cho phép các electron để trở thành gắn liền với hạt nhân. [123]
Kể từ vụ nổ Big Bang, không tạo ra cacbon hoặc các nguyên tố nặng hơn , các hạt nhân nguyên tử đã được kết hợp trong các ngôi sao thông qua quá trình phản ứng tổng hợp hạt nhân để tạo ra nhiều nguyên tố heli hơn và (thông qua quá trình ba alpha ) trình tự các nguyên tố từ cacbon trở lên bàn là ; [124] xem quá trình tổng hợp hạt nhân sao để biết thêm chi tiết.
Các đồng vị như lithium-6, cũng như một số berili và boron được tạo ra trong không gian thông qua sự phóng xạ tia vũ trụ . [125] Điều này xảy ra khi một proton năng lượng cao va chạm vào hạt nhân nguyên tử, khiến một số lượng lớn nucleon bị đẩy ra.
Các nguyên tố nặng hơn sắt được tạo ra trong siêu tân tinh và các sao neutron va chạm với nhau thông qua quá trình r , và trong các sao AGB thông qua quá trình s , cả hai đều liên quan đến việc bắt giữ các neutron bởi các hạt nhân nguyên tử. [126] Các nguyên tố như chì được hình thành phần lớn thông qua sự phân rã phóng xạ của các nguyên tố nặng hơn. [127]
Trái đất
Hầu hết các nguyên tử cấu tạo nên Trái đất và cư dân của nó đều có mặt ở dạng hiện tại trong tinh vân đã sụp đổ ra khỏi đám mây phân tử để tạo thành Hệ Mặt trời . Phần còn lại là kết quả của sự phân rã phóng xạ, và tỷ lệ tương đối của chúng có thể được sử dụng để xác định tuổi của Trái đất thông qua xác định niên đại bằng phương pháp đo phóng xạ . [128] [129] Hầu hết heli trong lớp vỏ Trái đất (khoảng 99% heli từ các giếng khí, được thể hiện bằng lượng heli-3 ít hơn của nó ) là sản phẩm của quá trình phân rã alpha . [130]
Có một vài nguyên tử dấu vết trên Trái đất không có mặt vào thời kỳ đầu (tức là, không phải là "nguyên thủy"), cũng không phải là kết quả của sự phân rã phóng xạ. Carbon-14 liên tục được tạo ra bởi các tia vũ trụ trong khí quyển. [131] Một số nguyên tử trên Trái đất đã được tạo ra một cách nhân tạo có chủ ý hoặc là sản phẩm phụ của các vụ nổ hoặc lò phản ứng hạt nhân. [132] [133] Trong số các nguyên tố transuranic - có số nguyên tử lớn hơn 92 - chỉ có plutonium và neptunium xuất hiện tự nhiên trên Trái đất. [134] [135] Các nguyên tố transuranic có tuổi thọ phóng xạ ngắn hơn tuổi hiện tại của Trái đất [136] và do đó số lượng có thể xác định được của các nguyên tố này đã bị phân hủy từ lâu, ngoại trừ dấu vết của plutonium-244 có thể được lắng đọng bởi bụi vũ trụ. [128] Các mỏ tự nhiên của plutonium và neptunium được tạo ra bằng cách thu giữ neutron trong quặng uranium. [137]
Trái đất chứa khoảng 1,33 × 10 50 nguyên tử. [138] Mặc dù tồn tại một số lượng nhỏ các nguyên tử độc lập của khí quý , chẳng hạn như argon , neon và heli , 99% bầu khí quyển được liên kết dưới dạng phân tử, bao gồm carbon dioxide , oxy diatomic và nitơ . Trên bề mặt Trái đất, phần lớn các nguyên tử kết hợp với nhau để tạo thành nhiều hợp chất khác nhau, bao gồm nước , muối , silicat và oxit . Nguyên tử cũng có thể kết hợp để tạo ra vật liệu không bao gồm các phân tử rời rạc, bao gồm tinh thể và kim loại lỏng hoặc rắn . [139] [140] Vật chất nguyên tử này tạo thành các sắp xếp mạng lưới mà thiếu loại trật tự gián đoạn quy mô nhỏ cụ thể liên quan đến vật chất phân tử. [141]
Dạng lý thuyết và hiếm
Các phần tử siêu lượn sóng
Tất cả các nuclôn có số hiệu nguyên tử cao hơn 82 ( chì ) đều là chất phóng xạ. Không có nuclit nào có số nguyên tử vượt quá 92 ( uranium ) tồn tại trên Trái đất dưới dạng nuclit nguyên thủy và các nguyên tố nặng hơn thường có chu kỳ bán rã ngắn hơn. Tuy nhiên, một " hòn đảo ổn định " bao gồm các đồng vị tồn tại tương đối lâu dài của các nguyên tố siêu nặng [142] với số nguyên tử từ 110 đến 114 có thể tồn tại. [143] Các dự đoán về chu kỳ bán rã của nuclide ổn định nhất trên đảo nằm trong khoảng từ vài phút đến hàng triệu năm. [144] Trong mọi trường hợp, các nguyên tố siêu nặng (với Z > 104) sẽ không tồn tại do tăng lực đẩy Coulomb (dẫn đến phân hạch tự phát với chu kỳ bán rã ngày càng ngắn) trong trường hợp không có bất kỳ hiệu ứng ổn định nào. [145]
Vật chất kỳ lạ
Mỗi hạt vật chất có một hạt phản vật chất tương ứng mang điện tích trái dấu. Như vậy, positron là một tích điện dương antielectron và phản proton là một tương đương điện tích âm của một proton . Khi một vật chất và hạt phản vật chất tương ứng gặp nhau, chúng sẽ tiêu diệt lẫn nhau. Do đó, cùng với sự mất cân bằng giữa số lượng hạt vật chất và phản vật chất, những hạt sau này rất hiếm trong vũ trụ. Nguyên nhân đầu tiên của sự mất cân bằng này vẫn chưa được hiểu đầy đủ, mặc dù các lý thuyết về sự phát sinh baryogenesis có thể đưa ra lời giải thích. Kết quả là, không có nguyên tử phản vật chất nào được phát hiện trong tự nhiên. [146] [147] Năm 1996, phản vật chất của nguyên tử hydro ( phản hydro ) được tổng hợp tại phòng thí nghiệm CERN ở Geneva . [148] [149]
Các nguyên tử kỳ lạ khác đã được tạo ra bằng cách thay thế một trong các hạt proton, neutron hoặc electron bằng các hạt khác có cùng điện tích. Ví dụ, một electron có thể được thay thế bởi một muon lớn hơn , tạo thành một nguyên tử muonic . Những loại nguyên tử này có thể được sử dụng để kiểm tra các dự đoán cơ bản của vật lý. [150] [151] [152]
Xem thêm
- Lịch sử của cơ học lượng tử
- Tính chia hết vô hạn
- Danh sách các chuyên đề hóa học cơ bản
- Chuyển động
- Dòng thời gian của vật lý nguyên tử và hạ nguyên tử
- Mô hình vector của nguyên tử
- Mô hình hạt nhân
- Chất đồng vị phóng xạ
Ghi chú
- ^ Để cập nhật gần đây thấy thí nghiệm quốc gia Brookhaven 's Chart tương tác của nuclit ] Đã lưu trữ Tháng Bảy 25, 2020 tại Máy Wayback .
- ^ Một carat là 200 miligam. Theo định nghĩa , carbon-12 có 0,012 kg mỗi mol. Các Hằng số Avogadro định nghĩa6 × 10 23 nguyên tử trên một mol.
- ^ Công thức của sắt (II) oxit được viết ở đây là Fe 2 O 2 chứ không phải là FeO thông thường vì điều này minh họa rõ hơn cho lời giải thích.
Người giới thiệu
- ^ Pullman, Bernard (1998). Nguyên tử trong lịch sử tư tưởng loài người . Oxford, Anh: Nhà xuất bản Đại học Oxford. trang 31–33. ISBN 978-0-19-515040-7.
- ^ Melsen (1952). Từ Atomos đến Atom , trang 18-19
- ^ Dalton (1817). A New System of Chemical Philosophy vol. 2, tr. 36
- ^ Melsen (1952). Từ Atomos đến Atom , p. 137
- ^ Dalton (1817). A New System of Chemical Philosophy vol. 2, trang 28
- ^ Millington (1906). John Dalton , tr. 113
- ^ Dalton (1808). A New System of Chemical Philosophy vol. 1, trang 316-319
- ^ Holbrow và cộng sự (2010). Vật lý giới thiệu hiện đại , trang 65-66
- ^ Einstein, Albert (1905). "Über die von der molkularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von trong ruhenden Flüssigkeiten Susanten Teilchen" (PDF) . Annalen der Physik (bằng tiếng Đức). 322 (8): 549–560. Mã bib : 1905AnP ... 322..549E . doi : 10.1002 / andp.19053220806 . Bản gốc lưu trữ (PDF) ngày 18 tháng 7 năm 2007.
- ^ Mazo, Robert M. (2002). Chuyển động Brown: Dao động, Động lực học và Ứng dụng . Nhà xuất bản Đại học Oxford. trang 1 –7. ISBN 978-0-19-851567-8. OCLC 48753074 .
- ^ Lee, YK; Hoon, K. (1995). "Chuyển động Brown" . Đại học Hoàng gia . Bản gốc lưu trữ ngày 18 tháng 12 năm 2007.
- ^ Patterson, G. (2007). "Jean Perrin và chiến thắng của học thuyết nguyên tử". Nỗ lực . 31 (2): 50–53. doi : 10.1016 / j.endeavour.2007.05.003 . PMID 17602746 .
- ^ Thomson, JJ (tháng 8 năm 1901). "Trên các vật thể nhỏ hơn nguyên tử" . Tạp chí Khoa học Phổ thông Hàng tháng : 323–335 . Truy cập ngày 21 tháng 6 năm 2009 .
- ^ Navarro (2012). Lịch sử của Electron , tr. 94
- ^ a b Heilbron (2003). Ernest Rutheford và vụ nổ nguyên tử , trang 64-68
- ^ "Frederick Soddy, Giải Nobel Hóa học 1921" . Quỹ Nobel . Bản gốc lưu trữ ngày 9 tháng 4 năm 2008 . Truy cập ngày 18 tháng 1 năm 2008 .
- ^ Thomson, Joseph John (1913). "Tia điện dương" . Kỷ yếu của Hiệp hội Hoàng gia . A. 89 (607): 1–20. Mã bib : 1913RSPSA..89 .... 1T . doi : 10.1098 / rspa.1913.0057 . Bản gốc lưu trữ ngày 4 tháng 11 năm 2016.
- ^ Stern, David P. (ngày 16 tháng 5 năm 2005). "Hạt nhân nguyên tử và mô hình nguyên tử ban đầu của Bohr" . NASA / Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard . Bản gốc lưu trữ ngày 20 tháng 8 năm 2007.
- ^ Bohr, Niels (ngày 11 tháng 12 năm 1922). "Niels Bohr, Giải Nobel Vật lý 1922, Bài giảng Nobel" . Quỹ Nobel . Bản gốc lưu trữ ngày 15 tháng 4 năm 2008.
- ^ a b c Pais, Abraham (1986). Inward Bound: Của Vật chất và Lực lượng trong Thế giới Vật chất . New York: Nhà xuất bản Đại học Oxford. trang 228–230 . ISBN 978-0-19-851971-3.
- ^ Lewis, Gilbert N. (1916). "Nguyên tử và phân tử" . Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ . 38 (4): 762–786. doi : 10.1021 / ja02261a002 . Bản gốc đã lưu trữ (PDF) vào ngày 25 tháng 8 năm 2019.
- ^ Scerri, Eric R. (2007). Bảng tuần hoàn: câu chuyện và ý nghĩa của nó . Nhà xuất bản Đại học Oxford Hoa Kỳ. trang 205–226 . ISBN 978-0-19-530573-9.
- ^ Langmuir, Irving (1919). "Sự sắp xếp của các electron trong nguyên tử và phân tử" . Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ . 41 (6): 868–934. doi : 10.1021 / ja02227a002 . Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 6 năm 2019.
- ^ Scully, Marlan O.; Lamb, Willis E.; Barut, Asim (1987). "Về lý thuyết của bộ máy Stern-Gerlach". Cơ sở Vật lý . 17 (6): 575–583. Mã Bib : 1987FoPh ... 17..575S . doi : 10.1007 / BF01882788 . S2CID 122529426 .
- ^ McEvoy, JP; Zarate, Oscar (2004). Giới thiệu Thuyết lượng tử . Sách Totem. trang 110–114. ISBN 978-1-84046-577-8.
- ^ Kozłowski, Miroslaw (2019). "Phương trình Schrödinger A Lịch sử" .
- ^ Chad Orzel (ngày 16 tháng 9 năm 2014). "Nguyên lý bất định Heisenberg là gì?" . TED-Ed . Bản gốc lưu trữ ngày 13 tháng 9 năm 2015 - qua YouTube.
- ^ Brown, Kevin (2007). "Nguyên tử Hydro" . MathPages. Bản gốc lưu trữ ngày 13 tháng 5 năm 2008.
- ^ Harrison, David M. (2000). "Sự phát triển của Cơ học lượng tử" . Đại học Toronto . Bản gốc lưu trữ ngày 25 tháng 12 năm 2007.
- ^ Aston, Francis W. (1920). "Cấu tạo của neon trong khí quyển" . Tạp chí Triết học . 39 (6): 449–455. doi : 10.1080 / 14786440408636058 .
- ^ Chadwick, James (ngày 12 tháng 12 năm 1935). "Bài giảng Nobel: Nơtron và các tính chất của nó" . Quỹ Nobel . Bản gốc lưu trữ ngày 12 tháng 10 năm 2007.
- ^ Bowden, Mary Ellen (1997). "Otto Hahn, Lise Meitner và Fritz Strassmann" . Người đạt được thành tựu hóa học: bộ mặt của con người trong khoa học hóa học . Philadelphia, PA: Tổ chức Di sản Hóa học. trang 76–80, 125 . ISBN 978-0-941901-12-3.
- ^ "Otto Hahn, Lise Meitner và Fritz Strassmann" . Viện Lịch sử Khoa học . Tháng 6 năm 2016. Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 3 năm 2018.
- ^ Meitner, Lise; Frisch, Otto Robert (1939). "Sự phân hủy uranium bởi neutron: một kiểu phản ứng hạt nhân mới". Bản chất . 143 (3615): 239–240. Mã bib : 1939Natur.143..239M . doi : 10.1038 / 143239a0 . S2CID 4113262 .
- ^ Schroeder, M. "Lise Meitner - Zur 125. Wiederkehr Ihres Geburtstages" (bằng tiếng Đức). Bản gốc lưu trữ ngày 19 tháng 7 năm 2011 . Truy cập ngày 4 tháng 6 năm 2009 .
- ^ Crawford, E.; Sime, Ruth Lewin ; Walker, Mark (1997). "Một câu chuyện Nobel về sự bất công thời hậu chiến" . Vật lý ngày nay . 50 (9): 26–32. Mã bib : 1997PhT .... 50i..26C . doi : 10.1063 / 1.881933 .
- ^ Kullander, Sven (ngày 28 tháng 8 năm 2001). "Máy gia tốc và những người đoạt giải Nobel" . Quỹ Nobel . Bản gốc lưu trữ ngày 13 tháng 4 năm 2008.
- ^ "Giải Nobel Vật lý 1990" . Quỹ Nobel . Ngày 17 tháng 10 năm 1990. Bản gốc lưu trữ ngày 14 tháng 5 năm 2008.
- ^ Demtröder, Wolfgang (2002). Nguyên tử, phân tử và photon: Giới thiệu về vật lý nguyên tử- phân tử- và lượng tử (xuất bản lần 1). Springer. trang 39 –42. ISBN 978-3-540-20631-6. OCLC 181435713 .
- ^ Woan, Graham (2000). Cẩm nang Vật lý của Cambridge . Nhà xuất bản Đại học Cambridge. p. 8 . ISBN 978-0-521-57507-2. OCLC 224032426 .
- ^ Mohr, PJ; Taylor, BN và Newell, DB (2014), "Các giá trị được đề xuất của CODATA 2014 của các hằng số vật lý cơ bản" được lưu trữ ngày 21 tháng 2 năm 2012 tại WebCite (Phiên bản Web 7.0). Cơ sở dữ liệu được phát triển bởi J. Baker, M. Douma và S. Kotochigova. (2014). Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia, Gaithersburg, Maryland 20899.
- ^ MacGregor, Malcolm H. (1992). Electron bí ẩn . Nhà xuất bản Đại học Oxford. trang 33–37 . ISBN 978-0-19-521833-6. OCLC 223372888 .
- ^ a b Nhóm dữ liệu hạt (2002). "Cuộc phiêu lưu của Hạt" . Phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley. Bản gốc lưu trữ ngày 4 tháng 1 năm 2007.
- ^ a b Schombert, James (ngày 18 tháng 4 năm 2006). "Hạt cơ bản" . Đại học Oregon. Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 8 năm 2011.
- ^ Jevremovic, Tatjana (2005). Nguyên lý hạt nhân trong kỹ thuật . Springer. p. 63 . ISBN 978-0-387-23284-3. OCLC 228384008 .
- ^ Pfeffer, Jeremy I .; Nir, Shlomo (2000). Vật lý hiện đại: Một văn bản giới thiệu . Nhà xuất bản Đại học Hoàng gia. trang 330–336. ISBN 978-1-86094-250-1. OCLC 45900880 .
- ^ Wenner, Jennifer M. (ngày 10 tháng 10 năm 2007). "Phân rã phóng xạ hoạt động như thế nào?" . Cao đẳng Carleton. Bản gốc lưu trữ ngày 11 tháng 5 năm 2008.
- ^ a b c Raymond, David (ngày 7 tháng 4 năm 2006). "Năng lượng liên kết hạt nhân" . Công nghệ New Mexico. Bản gốc lưu trữ ngày 1 tháng 12 năm 2002.
- ^ Mihos, Chris (23 tháng 7 năm 2002). "Vượt qua Coulomb Barrier" . Đại học Case Western Reserve. Bản gốc lưu trữ ngày 12 tháng 9 năm 2006.
- ^ Nhân viên (30 tháng 3 năm 2007). "ABC của Khoa học Hạt nhân" . Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley. Bản gốc lưu trữ ngày 5 tháng 12 năm 2006.
- ^ Makhijani, Arjun; Saleska, Scott (ngày 2 tháng 3 năm 2001). "Khái niệm cơ bản về vật lý hạt nhân và sự phân hạch" . Viện Nghiên cứu Năng lượng và Môi trường. Bản gốc lưu trữ ngày 16 tháng 1 năm 2007.
- ^ Shultis, J. Kenneth; Faw, Richard E. (2002). Cơ bản về Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân . CRC Nhấn. trang 10–17. ISBN 978-0-8247-0834-4. OCLC 123346507 .
- ^ Ítell, MP (1995). "Nuclide nguyên tử có năng lượng liên kết trung bình cao nhất". Tạp chí Vật lý Hoa Kỳ . 63 (7): 653–658. Mã bib : 1995AmJPh..63..653F . doi : 10.1119 / 1.17828 .
- ^ Mulliken, Robert S. (1967). "Quang phổ, quỹ đạo phân tử và liên kết hóa học". Khoa học . 157 (3784): 13–24. Mã Bib : 1967Sci ... 157 ... 13M . doi : 10.1126 / khoa.157.3784.13 . PMID 5338306 .
- ^ a b Brucat, Philip J. (2008). "Nguyên tử lượng tử" . Đại học Florida. Bản gốc lưu trữ ngày 7 tháng 12 năm 2006.
- ^ Manthey, David (2001). "Quỹ đạo nguyên tử" . Quỹ đạo trung tâm. Bản gốc lưu trữ ngày 10 tháng 1 năm 2008.
- ^ Herter, Terry (2006). "Bài giảng 8: Nguyên tử Hiđro" . Đại học Cornell. Bản gốc lưu trữ ngày 22 tháng 2 năm 2012.
- ^ Chuông, RE; Elliott, LG (1950). "Tia gamma từ phản ứng H 1 (n, γ) D 2 và năng lượng liên kết của Deuteron". Đánh giá vật lý . 79 (2): 282–285. Mã Bib : 1950PhRv ... 79..282B . doi : 10.1103 / PhysRev.79.282 .
- ^ Smirnov, Boris M. (2003). Vật lý nguyên tử và ion . Springer. trang 249 –272. ISBN 978-0-387-95550-6.
- ^ Matis, Howard S. (ngày 9 tháng 8 năm 2000). "Các đồng vị của Hydro" . Hướng dẫn về Biểu đồ Tường hạt nhân . Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley. Bản gốc lưu trữ ngày 18 tháng 12 năm 2007.
- ^ Weiss, Rick (ngày 17 tháng 10 năm 2006). "Các nhà khoa học công bố việc tạo ra nguyên tố nguyên tử, là nguyên tố nặng nhất" . Bưu điện Washington . Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 8 năm 2011.
- ^ a b Sills, Alan D. (2003). Khoa học Trái đất một cách dễ dàng . Series Giáo dục của Barron. trang 131–134 . ISBN 978-0-7641-2146-3. OCLC 51543743 .
- ^ Dumé, Belle (23 tháng 4 năm 2003). "Bismuth phá vỡ kỷ lục chu kỳ bán rã về phân rã alpha" . Thế giới Vật lý. Bản gốc lưu trữ ngày 14 tháng 12 năm 2007.
- ^ Lindsay, Don (ngày 30 tháng 7 năm 2000). "Các chất phóng xạ mất tích từ trái đất" . Lưu trữ Don Lindsay. Bản gốc lưu trữ ngày 28 tháng 4 năm 2007.
- ^ Tuli, Jagdish K. (tháng 4 năm 2005). "Thẻ ví hạt nhân" . Trung tâm Dữ liệu Hạt nhân Quốc gia, Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven. Bản gốc lưu trữ ngày 3 tháng 10 năm 2011.
- ^ CRC Handbook (2002).
- ^ Krane, K. (1988). Vật lý hạt nhân giới thiệu . John Wiley và các con trai . trang 68 . ISBN 978-0-471-85914-7.
- ^ a b Mills, Ian; Cvitaš, Tomislav; Homann, Klaus; Kallay, Nikola; Kuchitsu, Kozo (1993). Đại lượng, đơn vị và ký hiệu trong Hóa lý (xuất bản lần thứ 2). Oxford: Liên minh quốc tế về hóa học ứng dụng và thuần túy , Ủy ban về thuật ngữ và đơn vị ký hiệu hóa lý, Ấn phẩm khoa học Blackwell. p. 70 . ISBN 978-0-632-03583-0. OCLC 27011505 .
- ^ Chieh, Chung (ngày 22 tháng 1 năm 2001). "Độ ổn định Nuclide" . Trường đại học Waterloo. Bản gốc lưu trữ ngày 30 tháng 8 năm 2007.
- ^ "Trọng lượng nguyên tử và thành phần đồng vị cho mọi nguyên tố" . Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ. Bản gốc lưu trữ ngày 31 tháng 12 năm 2006 . Truy cập ngày 4 tháng 1 năm 2007 .
- ^ Audi, G.; Wapstra, AH; Thibault, C. (2003). "Đánh giá khối lượng nguyên tử Ame2003 (II)" (PDF) . Vật lý hạt nhân Một . 729 (1): 337–676. Mã Bib : 2003NuPhA.729..337A . doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.003 . Bản gốc lưu trữ (PDF) ngày 16 tháng 10 năm 2005.
- ^ Ghosh, DC; Biswas, R. (2002). "Tính toán lý thuyết về bán kính tuyệt đối của nguyên tử và ion. Phần 1. Bán kính nguyên tử" . Int. J. Mol. Khoa học viễn tưởng . 3 (11): 87–113. doi : 10.3390 / i3020087 .
- ^ Shannon, RD (1976). "Bán kính ion hiệu quả đã sửa đổi và các nghiên cứu có hệ thống về khoảng cách giữa các nguyên tử trong halogenua và chalcogenide" (PDF) . Acta Crystallographica Một . 32 (5): 751–767. Mã bib : 1976AcCrA..32..751S . doi : 10.1107 / S0567739476001551 .
- ^ Dong, Judy (1998). "Đường kính của một nguyên tử" . The Physics Factbook. Bản gốc lưu trữ ngày 4 tháng 11 năm 2007.
- ^ Zumdahl, Steven S. (2002). Nhập môn Hóa học: Nền tảng (xuất bản lần thứ 5). Houghton Mifflin. ISBN 978-0-618-34342-3. OCLC 173081482 . Bản gốc lưu trữ ngày 4 tháng 3 năm 2008.
- ^ Bethe, Hans (1929). "Termaufspaltung ở Kristallen". Annalen der Physik . 3 (2): 133–208. Mã bib : 1929AnP ... 395..133B . doi : 10.1002 / andp.19293950202 .
- ^ Birkholz, Mario (1995). "Trường tinh thể cảm ứng lưỡng cực trong tinh thể đô thị - I. khái niệm" . Z. Vật lý. B . 96 (3): 325–332. Mã Bib : 1995ZPhyB..96..325B . CiteSeerX 10.1.1.424.5632 . doi : 10.1007 / BF01313054 . S2CID 122527743 .
- ^ Birkholz, M.; Rudert, R. (2008). "Khoảng cách giữa các nguyên tử trong các disulfua cấu trúc pyrit - một trường hợp để mô hình hóa elipsoit của các ion lưu huỳnh" (PDF) . Tình trạng Physica solidi B . 245 (9): 1858–1864. Mã Bib : 2008PSSBR.245.1858B . doi : 10.1002 / pssb.200879532 .
- ^ Birkholz, M. (2014). "Mô hình hóa hình dạng của các ion trong tinh thể loại Pyrite" . Tinh thể . 4 (3): 390–403. doi : 10.3390 / tinh4030390 .
- ^ Nhân viên (2007). "Phép màu nhỏ: Khai thác công nghệ nano" . Đại học Bang Oregon. Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 5 năm 2011. - mô tả chiều rộng của tóc người là 10 nguyên tử 5 nm và 10 nguyên tử cacbon kéo dài 1 nm.
- ^ Padilla, Michael J.; Miaoulis, Ioannis; Cyr, Martha (2002). Prentice Hall Science Explorer: Các khối xây dựng hóa học . Sông Upper Saddle, New Jersey: Prentice-Hall, Inc. p. 32. ISBN 978-0-13-054091-1. OCLC 47925884 .
Có 2.000.000.000.000.000.000.000.000.000 (tức là 2 tỷ tỷ) nguyên tử oxy trong một giọt nước — và nhiều gấp đôi số nguyên tử hydro.
- ^ Feynman, Richard (1995). Sáu miếng dễ dàng . Nhóm Penguin. p. 5. ISBN 978-0-14-027666-4. OCLC 40499574 .
- ^ a b "Độ phóng xạ" . Splung.com. Bản gốc lưu trữ ngày 4 tháng 12 năm 2007 . Truy cập ngày 19 tháng 12 năm 2007 .
- ^ L'Annunziata, Michael F. (2003). Sổ tay Phân tích Độ phóng xạ . Báo chí Học thuật. trang 3 –56. ISBN 978-0-12-436603-9. OCLC 16212955 .
- ^ Firestone, Richard B. (ngày 22 tháng 5 năm 2000). "Chế độ phân rã phóng xạ" . Phòng thí nghiệm Berkeley. Bản gốc lưu trữ ngày 29 tháng 9 năm 2006.
- ^ Hornak, JP (2006). "Chương 3: Vật lý quay" . Khái niệm cơ bản về NMR . Học viện Công nghệ Rochester. Bản gốc lưu trữ ngày 3 tháng 2 năm 2007.
- ^ a b Schroeder, Paul A. (ngày 25 tháng 2 năm 2000). "Thuộc tính từ tính" . Đại học Georgia. Bản gốc lưu trữ ngày 29 tháng 4 năm 2007.
- ^ Goebel, Greg (ngày 1 tháng 9 năm 2007). "[4.3] Tính chất từ của nguyên tử" . Vật lý lượng tử sơ cấp . Trong trang web Miền Công cộng. Bản gốc lưu trữ ngày 29 tháng 6 năm 2011.
- ^ Yarris, Lynn (Mùa xuân năm 1997). "Hình ảnh Biết nói" . Đánh giá Nghiên cứu Phòng thí nghiệm Berkeley . Bản gốc lưu trữ ngày 13 tháng 1 năm 2008.
- ^ Liang, Z.-P.; Haacke, EM (1999). Webster, JG (biên tập). Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering: Hình ảnh cộng hưởng từ . 2 . John Wiley và các con trai. trang 412–426. ISBN 978-0-471-13946-1.
- ^ Zeghbroeck, Bart J. Van (1998). "Các mức năng lượng" . Đại học Shippensburg. Bản gốc lưu trữ ngày 15 tháng 1 năm 2005.
- ^ Fowles, Grant R. (1989). Giới thiệu về Quang học hiện đại . Ấn phẩm Dover Courier. trang 227 –233. ISBN 978-0-486-65957-2. OCLC 18834711 .
- ^ Martin, WC; Wiese, WL (tháng 5 năm 2007). "Quang phổ nguyên tử: Bản tổng hợp các ý tưởng, ký hiệu, dữ liệu và công thức cơ bản" . Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ. Bản gốc lưu trữ ngày 8 tháng 2 năm 2007.
- ^ "Quang phổ phát xạ nguyên tử - Nguồn gốc của các đường quang phổ" . Trang web Avogadro. Bản gốc lưu trữ ngày 28 tháng 2 năm 2006 . Truy cập ngày 10 tháng 8 năm 2006 .
- ^ Fitzpatrick, Richard (ngày 16 tháng 2 năm 2007). "Cấu trúc tốt" . Đại học Texas ở Austin. Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 8 năm 2011.
- ^ Weiss, Michael (2001). "Hiệu ứng Zeeman" . Đại học California-Riverside. Bản gốc lưu trữ ngày 2 tháng 2 năm 2008.
- ^ Beyer, HF; Shevelko, VP (2003). Giới thiệu về Vật lý của các ion mang điện tích cao . CRC Nhấn. trang 232–236. ISBN 978-0-7503-0481-8. OCLC 47150433 .
- ^ Watkins, Thayer. "Tính liên kết trong phát thải được kích thích" . Đại học Bang San José. Bản gốc lưu trữ ngày 12 tháng 1 năm 2008 . Truy cập ngày 23 tháng 12 năm 2007 .
- ^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. ("Sách vàng") (1997). Phiên bản sửa chữa trực tuyến: (2006–) " valence ". doi : 10.1351 / goldbook.V06588
- ^ Reusch, William (ngày 16 tháng 7 năm 2007). "Giáo trình ảo Hóa học hữu cơ" . Đại học Bang Michigan. Bản gốc lưu trữ ngày 29 tháng 10 năm 2007.
- ^ “Liên kết cộng hóa trị - Liên kết đơn” . chất hóa học. 2000. Bản gốc lưu trữ ngày 1 tháng 11 năm 2008.
- ^ Ham muốn, Robert; et al. (11 tháng 12 năm 2003). "Bảng tuần hoàn của các nguyên tố" . Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos. Bản gốc lưu trữ ngày 10 tháng 1 năm 2008.
- ^ Baum, Rudy (2003). "Đó là Nguyên tố: Bảng tuần hoàn" . Tin tức Hóa chất & Kỹ thuật . Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 8 năm 2011.
- ^ Goodstein, David L. (2002). Các quốc gia của Vật chất . Ấn phẩm Dover Courier. trang 436 –438. ISBN 978-0-13-843557-8.
- ^ Brazhkin, Vadim V. (2006). "Các pha biến thiên, sự biến đổi pha và giản đồ pha trong vật lý và hóa học". Vật lý-Uspekhi . 49 (7): 719–724. Mã Bibcode : 2006PhyU ... 49..719B . doi : 10.1070 / PU2006v049n07ABEH006013 .
- ^ Myers, Richard (2003). Khái niệm cơ bản của Hóa học . Greenwood Press. p. 85 . ISBN 978-0-313-31664-7. OCLC 50164580 .
- ^ Nhân viên (9 tháng 10 năm 2001). "Bose – Einstein Condensate: Một dạng vật chất mới" . Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ. Bản gốc lưu trữ ngày 3 tháng 1 năm 2008.
- ^ Colton, Imogen; Fyffe, Jeanette (ngày 3 tháng 2 năm 1999). "Siêu nguyên tử từ sự ngưng tụ Bose – Einstein" . Đại học Melbourne. Bản gốc lưu trữ ngày 29 tháng 8 năm 2007.
- ^ Jacox, Marilyn; Gadzuk, J. William (tháng 11 năm 1997). "Kính hiển vi quét đường hầm" . Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ. Bản gốc lưu trữ ngày 7 tháng 1 năm 2008.
- ^ "Giải Nobel Vật lý 1986" . Tổ chức Nobel. Bản gốc lưu trữ ngày 17 tháng 9 năm 2008 . Truy cập ngày 11 tháng 1 năm 2008 . Đặc biệt, hãy xem bài giảng Nobel của G. Binnig và H. Rohrer.
- ^ Jakubowski, N.; Moens, Luc; Vanhaecke, Frank (1998). "Máy khối phổ trường khu vực trong ICP-MS". Spectrochimica Acta Phần B: Quang phổ nguyên tử . 53 (13): 1739–1763. Mã bib : 1998AcSpe..53.1739J . doi : 10.1016 / S0584-8547 (98) 00222-5 .
- ^ Müller, Erwin W .; Panitz, John A .; McLane, S. Brooks (1968). "Kính hiển vi Ion trường Atom-Probe". Đánh giá về Dụng cụ Khoa học . 39 (1): 83–86. Mã bib : 1968RScI ... 39 ... 83M . doi : 10.1063 / 1.1683116 .
- ^ Lochner, Jim; Gibb, Meredith; Newman, Phil (ngày 30 tháng 4 năm 2007). "Spectra nói với chúng ta điều gì?" . NASA / Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard. Bản gốc lưu trữ ngày 16 tháng 1 năm 2008.
- ^ Winter, Mark (2007). "Heli" . Thiết bị Web. Bản gốc lưu trữ ngày 30 tháng 12 năm 2007.
- ^ Hinshaw, Gary (ngày 10 tháng 2 năm 2006). "Vũ trụ được tạo thành từ cái gì?" . NASA / WMAP. Bản gốc lưu trữ ngày 31 tháng 12 năm 2007.
- ^ Choppin, Gregory R .; Liljenzin, Jan-Olov; Rydberg, Jan (2001). Hóa học phóng xạ và Hóa học hạt nhân . Elsevier. p. 441. ISBN 978-0-7506-7463-8. OCLC 162592180 .
- ^ Davidsen, Arthur F. (1993). "Thiên văn học tia cực tím xa trong sứ mệnh tàu con thoi Astro-1". Khoa học . 259 (5093): 327–334. Mã bib : 1993Sci ... 259..327D . doi : 10.1126 / khoa.259.5093.327 . PMID 17832344 . S2CID 28201406 .
- ^ Lequeux, James (2005). Phương tiện giữa các vì sao . Springer. p. 4 . ISBN 978-3-540-21326-0. OCLC 133157789 .
- ^ Smith, Nigel (ngày 6 tháng 1 năm 2000). "Cuộc tìm kiếm vật chất tối" . Thế giới Vật lý. Bản gốc lưu trữ ngày 16 tháng 2 năm 2008.
- ^ Croswell, Ken (1991). "Boron, va chạm và Vụ nổ lớn: Vật chất có trải đều khi Vũ trụ bắt đầu không? Có lẽ không; manh mối nằm ở việc tạo ra các nguyên tố nhẹ hơn như bo và berili" . Nhà khoa học mới (1794): 42. Bản gốc lưu trữ ngày 7 tháng 2 năm 2008.
- ^ Copi, Craig J.; Schramm, DN; Turner, MS (1995). "Sự tổng hợp hạt nhân Big-Bang và Mật độ Baryon của Vũ trụ" . Khoa học (Bản thảo đã gửi). 267 (5195): 192–199. arXiv : astro-ph / 9407006 . Mã bib : 1995Sci ... 267..192C . doi : 10.1126 / khoa.7809624 . PMID 7809624 . S2CID 15613185 . Bản gốc lưu trữ ngày 14 tháng 8 năm 2019.
- ^ Hinshaw, Gary (ngày 15 tháng 12 năm 2005). "Thử nghiệm của Vụ nổ lớn: Các yếu tố ánh sáng" . NASA / WMAP. Bản gốc lưu trữ ngày 17 tháng 1 năm 2008.
- ^ Abbott, Brian (ngày 30 tháng 5 năm 2007). "Khảo sát toàn bộ bầu trời bằng lò vi sóng (WMAP)" . Cung thiên văn Hayden. Bản gốc lưu trữ ngày 13 tháng 2 năm 2013.
- ^ Hoyle, F. (1946). "Sự tổng hợp các nguyên tố từ hydro" . Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia . 106 (5): 343–383. Mã Bibcode : 1946MNRAS.106..343H . doi : 10.1093 / mnras / 106.5.343 .
- ^ Knauth, DC; Knauth, DC; Lambert, David L.; Cần cẩu, P. (2000). "Liti mới được tổng hợp trong môi trường giữa các vì sao". Bản chất . 405 (6787): 656–658. Mã bib : 2000Natur.405..656K . doi : 10.1038 / 35015028 . PMID 10864316 . S2CID 4397202 .
- ^ Mashnik, Stepan G. (2000). "Trên Hệ Mặt Trời và Các Tia Vũ Trụ Các Quá Trình Tổng Hợp Và Khai Thác Hạt Nhân". arXiv : astro-ph / 0008382 .
- ^ Khảo sát địa chất Kansas (4 tháng 5 năm 2005). "Kỷ nguyên Trái đất" . Đại học Kansas. Bản gốc lưu trữ ngày 5 tháng 7 năm 2008.
- ^ a b Manuel (2001). Nguồn gốc của các nguyên tố trong hệ mặt trời , trang 407-430, 511-519
- ^ Dalrymple, G. Brent (2001). "Kỷ nguyên Trái đất trong thế kỷ XX: một vấn đề (hầu hết) đã được giải quyết" . Hiệp hội địa chất, London, Ấn phẩm đặc biệt . 190 (1): 205–221. Mã bib : 2001GSLSP.190..205D . doi : 10.1144 / GSL.SP.2001.190.01.14 . S2CID 130092094 . Bản gốc lưu trữ ngày 11 tháng 11 năm 2007.
- ^ Anderson, Don L .; Thợ may, GR; Meibom, Anders (ngày 2 tháng 9 năm 2006). "Helium: Các mô hình cơ bản" . MantlePlumes.org. Bản gốc lưu trữ ngày 8 tháng 2 năm 2007.
- ^ Pennicott, Katie (ngày 10 tháng 5 năm 2001). "Đồng hồ carbon có thể hiển thị sai thời gian" . Vật lýWeb. Bản gốc lưu trữ ngày 15 tháng 12 năm 2007.
- ^ Yarris, Lynn (ngày 27 tháng 7 năm 2001). "Các nguyên tố siêu lượn sóng mới 118 và 116 được phát hiện tại Phòng thí nghiệm Berkeley" . Phòng thí nghiệm Berkeley. Bản gốc lưu trữ ngày 9 tháng 1 năm 2008.
- ^ Kim cương, H; et al. (Năm 1960). "Sự phong phú đồng vị nặng trong thiết bị nhiệt hạch Mike". Đánh giá vật lý . 119 (6): 2000–2004. Mã bib : 1960PhRv..119.2000D . doi : 10.1103 / PhysRev.119.2000 .
- ^ Poston Sr., John W. (23 tháng 3 năm 1998). "Có bao giờ các nguyên tố transuranic như plutonium có tự nhiên không?" . Người Mỹ khoa học . Bản gốc lưu trữ ngày 27 tháng 3 năm 2015.
- ^ Keller, C. (1973). "Sự xuất hiện tự nhiên của các lantan, actinide và các nguyên tố siêu lượn sóng". Chemiker Zeitung . 97 (10): 522–530. OSTI 4353086 .
- ^ Zaider, Marco; Rossi, Harald H. (2001). Khoa học bức xạ cho bác sĩ và nhân viên y tế công cộng . Springer. p. 17 . ISBN 978-0-306-46403-4. OCLC 44110319 .
- ^ "Lò phản ứng hóa thạch Oklo" . Đại học Công nghệ Curtin. Bản gốc lưu trữ ngày 18 tháng 12 năm 2007 . Truy cập ngày 15 tháng 1 năm 2008 .
- ^ Weisenberger, Drew. "Có bao nhiêu nguyên tử trên thế giới?" . Phòng thí nghiệm Jefferson. Bản gốc lưu trữ ngày 22 tháng 10 năm 2007 . Truy cập ngày 16 tháng 1 năm 2008 .
- ^ Pidwirny, Michael. "Cơ bản về Địa lý Vật lý" . Đại học British Columbia Okanagan. Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 1 năm 2008 . Truy cập ngày 16 tháng 1 năm 2008 .
- ^ Anderson, Don L. (2002). "Nhân bên trong của Trái đất" . Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia . 99 (22): 13966–13968. Mã bib : 2002PNAS ... 9913966A . doi : 10.1073 / pnas.232565899 . PMC 137819 . PMID 12391308 .
- ^ Pauling, Linus (1960). Bản chất của liên kết hóa học . Nhà xuất bản Đại học Cornell. trang 5–10. ISBN 978-0-8014-0333-0. OCLC 17518275 .
- ^ Vô danh (ngày 2 tháng 10 năm 2001). "Bưu thiếp thứ hai từ hòn đảo của sự ổn định" . Chuyển phát nhanh CERN . Bản gốc lưu trữ ngày 3 tháng 2 năm 2008.
- ^ Karpov, AV; Zagrebaev, VI; Palenzuela, YM; et al. (2012). "Tính chất phân rã và tính ổn định của các nguyên tố nặng nhất" (PDF) . Tạp chí Quốc tế Vật lý hiện đại E . 21 (2): 1250013-1–1250013-20. Mã bib : 2012IJMPE..2150013K . doi : 10.1142 / S0218301312500139 .
- ^ "Yếu tố Siêu lượn sóng 114 đã được xác nhận: Viên đá nâng bước tới hòn đảo ổn định" . Phòng thí nghiệm Berkeley . Năm 2009.
- ^ Möller, P. (2016). "Các giới hạn của biểu đồ hạt nhân được thiết lập bởi sự phân hạch và phân rã alpha" (PDF) . EPJ Web Hội nghị . 131 : 03002-1–03002-8. Mã Bib : 2016EPJWC.13103002M . doi : 10.1051 / epjconf / 201613103002 .
- ^ Koppes, Steve (ngày 1 tháng 3 năm 1999). "Các nhà vật lý Fermilab tìm ra sự bất đối xứng giữa vật chất-phản vật chất mới" . Đại học Chicago. Bản gốc lưu trữ ngày 19 tháng 7 năm 2008.
- ^ Cromie, William J. (ngày 16 tháng 8 năm 2001). "Thời gian tồn tại phần nghìn tỷ giây: Các nhà khoa học khám phá phản vật chất" . Công báo Đại học Harvard . Bản gốc lưu trữ ngày 3 tháng 9 năm 2006.
- ^ Hijmans, Tom W. (2002). "Vật lý hạt: Phản hydro lạnh" . Bản chất . 419 (6906): 439–440. Mã Bib : 2002Natur.419..439H . doi : 10.1038 / 419439a . PMID 12368837 .
- ^ Nhân viên (30 tháng 10 năm 2002). "Các nhà nghiên cứu nhìn vào bên trong 'phản vật chất" . Tin tức BBC . Bản gốc lưu trữ ngày 22 tháng 2 năm 2007.
- ^ Barrett, Roger (1990). "Thế giới kỳ lạ của nguyên tử kỳ lạ" . Nhà khoa học mới (1728): 77–115. Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 12 năm 2007.
- ^ Indelicato, Paul (2004). "Nguyên tử kỳ lạ" . Physica Scripta . T112 (1): 20–26. arXiv : vật lý / 0409058 . Mã bib : 2004PhST..112 ... 20I . doi : 10.1238 / Physica.Topical.112a00020 . S2CID 11134265 . Bản gốc lưu trữ ngày 4 tháng 11 năm 2018.
- ^ Ripin, Barrett H. (tháng 7 năm 1998). "Thí nghiệm gần đây về nguyên tử kỳ lạ" . Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ. Bản gốc lưu trữ ngày 23 tháng 7 năm 2012.
Thư mục
- Oliver Manuel (2001). Nguồn gốc của các nguyên tố trong hệ mặt trời: Hàm ý của các quan sát sau năm 1957 . Springer. ISBN 978-0-306-46562-8. OCLC 228374906 .
- Andrew G. van Melsen (2004) [1952]. Từ Atomos đến Atom: Lịch sử của nguyên tử khái niệm . Bản dịch của Henry J. Koren. Ấn phẩm Dover. ISBN 0-486-49584-1.
- JP Millington (1906). John Dalton . JM Dent & Co. (Luân Đôn); EP Dutton & Co. (New York).
- Charles H. Holbrow; James N. Lloyd; Joseph C. Amato; Enrique Galvez; M. Elizabeth Parks (2010). Vật lý giới thiệu hiện đại . Springer Science & Business Media. ISBN 9780387790794.
- John Dalton (1808). A New System of Chemical Philosophy vol. 1 .
- John Dalton (1817). A New System of Chemical Philosophy vol. 2 .
- John L. Heilbron (2003). Ernest Rutherford và Vụ nổ nguyên tử . Nhà xuất bản Đại học Oxford . ISBN 0-19-512378-6.
- Jaume Navarro (2012). Lịch sử của Electron: JJ và GP Thomson . Nhà xuất bản Đại học Cambridge. ISBN 9781107005228.
đọc thêm
- Gangopadhyaya, Mrinalkanti (1981). Chủ nghĩa nguyên tử Ấn Độ: Lịch sử và Nguồn . Cao nguyên Atlantic, New Jersey: Nhà xuất bản Nhân văn. ISBN 978-0-391-02177-8. OCLC 10916778 .
- Iannone, A. Pablo (2001). Từ điển Triết học Thế giới . Routledge. ISBN 978-0-415-17995-9. OCLC 44541769 .
- King, Richard (1999). Triết học Ấn Độ: giới thiệu về tư tưởng Ấn Độ giáo và Phật giáo . Nhà xuất bản Đại học Edinburgh. ISBN 978-0-7486-0954-3.
- McEvilley, Thomas (2002). Hình dạng của tư tưởng cổ đại: các nghiên cứu so sánh trong triết học Hy Lạp và Ấn Độ . Allworth Press. ISBN 978-1-58115-203-6.
- Siegfried, Robert (2002). Từ nguyên tố đến nguyên tử: Lịch sử của thành phần hóa học . DIANE. ISBN 978-0-87169-924-4. OCLC 186607849 .
- Teresi, Dick (2003). Những khám phá đã mất: Gốc rễ cổ xưa của khoa học hiện đại . Simon & Schuster. trang 213–214. ISBN 978-0-7432-4379-7.
- Wurtz, Charles Adolphe (1881). Lý thuyết nguyên tử . New York: D. Appleton và công ty. ISBN 978-0-559-43636-9.
liện kết ngoại
- Sharp, Tim (8 tháng 8 năm 2017). "Nguyên tử là gì?" . Khoa học trực tiếp.
- "Hướng dẫn cho những người quá giang về vũ trụ, nguyên tử và cấu trúc nguyên tử" . h2g2 . Đài BBC. 3 tháng 1 năm 2006.