物质的六种存在状态
物质的六种存在状态
&&物质的六种存在状态：&&气态、
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&液态、
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&固态（晶态/非晶态）、
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&等离子态（比如：火）、&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&玻色-爱因斯坦凝聚态、&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&费米子凝聚态。
&&&&&物质的形态，我们日常看到的有固体、液体和气体三态，.类似液晶的称为第四态，科学家已经制出玻色-爱因斯坦凝聚态物质和费米子凝聚态物质，截至目前，已知的物质形态共有六种。&
&&&&自然界的各种物质都是由大量微观粒子构成的。当大量微观粒子在一定的压强和温度下相互聚集为一种稳定的状态时，就叫做“物质的一种状态”，简称为物态。在19世纪，人们还只能根据物质的宏观特征来区分物质的状态，那时还只知道有三种状态，即：固态、液态和气态。初中讲的物态变化，就是讲这三种常见的物质状态间的变化问题。
&&&&&物质的存在状态是由分子之间的间隙大小决定的。分子间存在引力与斥力，也就是范德华力。温度升高，分子内能增大，克服引力做功，分子间距离增大表现为固态变液态或液态变气态，反之则是气态变液态或液态变固态。
气体物质处于高温条件下，原子和分子激烈碰撞被电离，或者气体物质被射线照射以后，原子被电离，整个气体含有足够数量的离子和带负电的电子，而且一般情况下正负电荷量几乎处处相等，这种聚集态叫等离子态。如果物质处于极高的压力作用下，例如压强超过大气压的140万倍，组成物质的所有原子的电子壳层都会被“挤破”，电子都变成为“公有”，原子失去了它原来的化学特征。这些“光身”的原子核在高压作用下会紧密地堆积起来（当然，再紧密也会有电子存在和活动的空隙），成为密度非常大的（大约是水成密度的3万至6。5万倍）状态，称为超固态。有些书籍把等离子态称为物质的第四态，把超固态称为物质的第五种状态。
进一步从物质的内部结构去考虑，物态就远不止这几种了。例如，在固体物质中，有的其内部微观粒子呈周期性、对称性的规则排列，称为结晶态。而另外一些，如玻璃、沥青等物质，常温下虽然也有固定的形状和体积，不能流动，但其内部结构则更像液体，为玻璃态（非晶体）。还有一些有机物质，能够流动，又具有某些晶体的光学特性，是介于液态和结晶态之间的状态，称为液晶态，很多物质在极低的温度下，会出现电阻消失的现象，称为超导态；在极低的温度下，某些液体的粘滞性会完全消失，叫做超流态。在巨大的压力下，平时是气体的氢，可以转变为具有金属特性的固态，称为金属氢态。天文学家发现，在宇宙中存在着比超固态密度更大的物质状态，例如组成中子星的中子态，还有密度更高的超子态、反常中子态、黑洞等等。由于反粒子，如反质子、反电子、反中子等都已被发现，有人预言在宇宙中会存在着全部由反粒子构成的反物质世界，但还没有得到证实。日，美国发射的航天飞机“发现者”号装载了一台a磁谱仪，期望探测到宇宙空间中可能存在的反物质，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所制造的直径1200mm、高800mm、中心磁感强度为0。1340T的永久磁体。
总之，从物质的内部结构去分析，物态的种类很多，并且随着科学技术的进步，人们对物质世界的认识会继续深人，更多的物态会被发现和被人所认识。
有时同一种物质在某种温度和压力下，有几种不同的物态同时存在，例如水处于密闭的容器中，下部是水而上部是水蒸气，就是液态与气态共存的情形。其他还有固气两态共存、固液两态共存或固、液、气三态共存的情形。
物态有时也称为相，常见的物质三态也称为固相、液相、气相。进一步的研究发现，某些物质处于同一种物态，而其不同部分的物理性质均匀但可以互不相同，而且各部分之间有一定的分界面隔开。这种物质中物理性质均匀和其他部分之间有一定分界面隔开的部分称为物质的一个相。例如12C（碳）处于固态时，可以有金刚石、石墨、C60三种不同的相，它们的结构不同，物理性质也不同；液态氦有两种不同的相He1、HeП，He1具有普通粘滞液体的性质，而HeП具有超流性；固态冰在高压下可以有7种相。
物态变化也称为相变。初中物理讲的物态变化是指固、液、气三种物态间的变化，这种变化是相变中的一类，称为一级相变。它的特点是：①相变过程中，体积要发生明显的改变；②相变过程中要吸收或放出所谓的相变潜热、此外，还有另一类相变，它们没有以上两个特点，既不发生体积的突变，也不吸收或放出相变潜热，但它的某些特性，如热容量、热膨胀系数等要发生突变，这类相变称为二级相变。某些物质在温度低到一定程度时电阻会突然消失，成为超导体，就是一种二级相变。本书只讨论与一级相变有关的问题。
固态，从宏观上讲，是指具有一定的体积和形状的物体，从微观上讲，是指组成物质的微观粒子按一定规则周期性、对称性地排列，因此，我们讲的固态是结晶态。组成结晶态的物质微粒都有较强的相互作用力（这种相互作用力称为“键”，常见的有离子键、共价键、金属键等），这些微粒在各自的平衡位置附近做无规则的振动，一般不能离开自己的平衡位置，因此固体有一定的体积，也有一定的形状，并且熔化和凝固都有确定的温度，即有确定的熔点。此外，对于单晶体，它还具有规则的几何形状和物理性质各向异性的特点。
液态，从宏观上讲，是指具有一定的体积，不容易被压缩，但没有一定的形状，能够流动的物体。从微观上讲，组成物质的微粒（以下简称为分子）相互间也有较强的作用力，分子的排列情况更接近于固体，只是它们的有规则排列局限于很小的区域内（约在10－7m的范围内），而众多的这些小区域之间则是完全无序地聚合在一起。组成液体的分子的运动主要也是在某一平衡位置附近做无规则振动，但振动一小段时间就会挣脱周围分子的束缚而转移到另一个新的平衡位置附近，因此液体具有流动性。液体分子在同一位置附近做振动的时间长短并不相同，但每一种液体，在一定的温度和压力下，分子在同一位置附近振动的持续时间的平均值是确定的，称为“定居时间”。例如液态金属的分子定居时间的数量级为10－10S，水的分子定居时间数量级为10－11S。同一种液体，温度越高，分子定居时间越短，而分子定居时间越短，则表示液体的流动性越好。
气态，从宏观上讲，是指既没有一定的形状，也没有一定的体积的物体，它总是充满整个容器，很容易被压缩。从微观上讲，气体分子间距很大，它们的相互作用力很小，除了在相互发生碰撞或与器壁发生碰撞以外，气体分子的运动近似地可以看做是匀速直线运动，直到与其他分子或器壁发生碰撞为止，因此气体总是充满整个容器。两种不同的气体混合后，总是均匀地混合在一起，不会像两种不相溶的液体那样会出现明显的分界面。
一般说来，任何一种物质，在温度、压强…等发生变化时，都会呈现不同的物态。
研究物态变化（相变），对于深人了解物质的结构及性质和研制新材料及新物质，都具有很大的现实意义。
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&&&&&液态水大多数是以分子状态存在，只有少数能电离出氢氧根离子和氢离子。
&&&&&&&&&水通电后共价键断裂，以分解形式产生新物质，并非产生离子，所以产生的是氢气和氧气！
&&&&&只要能电离出带电离子的物质都为电解质。&
一般认为，物质存在的形式与构成物质的分子的运动状态有关：
固态物质中，分子排列十分紧密，粒子间有强大的作用力。因而，固体具有一定的体积和形状。
液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体小。因而，流体没有确定的形状，具有流动性。&
气态物质中，分子极度散乱，间巨很大，并以高速向四面八方运动，粒子间的作用力极小，容易被压缩。因此，气体具有流动性。
& 胶体（英语：Colloid）又称胶状分散体（colloidal dispersion）是一种均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散，另一种连续。&分散的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1nm—100nm之间的分散系；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。
胶体又称胶状分散体是一种均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散，另一种连续。
常见的胶体有：
蛋白质、血液、Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质、血液、豆浆、墨水、涂料、肥皂水、AgI、Ag2S、As2S3&
&胶体分类——按照分散剂状态不同分为：
气溶胶——分散质、分散剂都是气态物质：如：SO2扩散在空气中
液溶胶——分散质、分散剂都是液态物质：如：Fe(OH)3胶体
固溶胶——分散质、分散剂都是固态物质：如：有色玻璃、烟水晶
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分子与原子
1. 分子是构成物质的一种粒子。&
&&&&&大多数的物质都是由分子构成的。如氧气由氧分子构成；水由水分子构成；硫酸由硫酸分子构成等。&&&&&2. 分子是保持物质化学性质的最小粒子&&&&&&（1）“保持”是指构成物质的每个分子与该物质的化学性质相同。如保持氧气的化学性质的最小粒子是氧分子。&&&&&&（2） 物质的性质有物理性质和化学性质，分子只能保持其化学性质，不能说成是物质的性质，因为物质的物理性质（如熔点、沸点、硬度、密度等）都是该物质大量分子聚集体所表现的属性。如大量氧分子聚集成的液态氧呈淡蓝色。&&&&&&&
&&&&&（3） 分子是由原子构成的。如1个氧分子由2个氧原子构成。&
&&&&&化学性质：物质在发生化学变化时才表现出来的性质叫做化学性质。如：可燃性、稳定性、酸性、碱性、氧化性、还原性、助燃性、腐蚀性、毒性…等。它牵涉到物质分子(或晶体)化学组成的改变。分子是保持化学性质的最小粒子，如：馒头遇到固体碘、碘溶液、碘蒸汽都会变成蓝色；氧气是分子，而氧气具有的性质氧原子并没有。
&&&&&&&&&物理性质：物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质。如：颜色、状态、气味、密度、硬度、溶解性、挥发性、导电性、延展性、熔点、沸点…等。
&&&&&分子与原子的本质区别是：在化学变化中原子不可再分，分子可以再分。&&&&&分子是由原子组成的，分子是化学反应的最小的粒子，而原子是不能通过化学反应再分解的。
&&&&&分子是独立存在而保持物质化学性质的最小粒子。
&&&&&分子有一定的大小和质量；分子间有一定的间隔；分子在不停的运动；分子间有一定的作用力；分子可以构成物质,分子在化学变化中还可以被分成更小的微粒：原子.
&&&&&分子可以随着温度的变化，在3态中互相转换。
&&&&&同种分子性质相同，不同种分子性质不同。
&&&&&最小的分子是氢分子的同位素，是没有中子的氢分子,称为氕,质量是1.
&&&&&大的分子其相对分子质量可高达几百万以上。相对分子质量在数千以上的分子叫做高分子。
&&&&&分子是组成物质的微小单元，它是能够独立存在并保持物质原有的一切化学性质的最小微粒．
&&&&&分子一般由更小的微粒原子构成．按照组成分子的原子个数可分为单原子分子，双原子分子及多原子分子；按照电性结构可分为有极分子和无极分子．不同物质的分子其微观结构，形状不同，分子的理想模型是把它看作球型，其直径大小为10^-10m数量级。分子质量的数量级约为10^-26kg。
&&&&&&&&分子结构图&
&&&&分子是物质中能够独立存在的相对稳定并保持该物质物理化学特性的最小单元。分子由原子组成，原子通过一定的作用力，以一定的次序和排列方式结合成分子。以水分子为例，将水不断分割下去,直至不破坏水的特性,这时出现的最小单元是由两个氢原子和一个氧原子组成的水分子。它的化学式写作H2O。水分子可用电解法或其他方法再分为两个氢原子和一个氧原子，但这时它们的特性已和水完全不同了。有的分子只由一个原子构成,称单原子分子，如氦和氩等分子属此类，这种单原子分子既是原子又是分子。由两个原子构成的分子称双原子分子，例如氧分子(O2)，由两个氧原子构成，为同核双原子分子；一氧化碳分子(CO)，由一个氧原子和一个碳原子构成，为异核双原子分子。由两个以上的原子组成的分子统称多原子分子。分子中的原子数可为几个、十几个、几十个乃至成千上万个。例如二氧化碳分子(CO2)由一个碳原子和两个氧原子构成。一个苯分子包含六个碳原子和六个氢原子(C6H6)，一个猪胰岛素分子包含几百个原子，其分子式为C255H380O78N65S6。&&&&物质中能独立存在并保持其组成和一切化学特性的最小微粒。分子是由原子用化学键结合在一起而构成的，原子之间的作用力比较强，但分子之间的作用力却相当弱，这种力称为范德华力，所以分子在一定程度上表现出独立粒子的行为。&&&&分子可以由同种原子构成，也可以由不同种类的原子构成。最简单的分子只含有一个原子，如稀有气体的分子。大多数非金属构成的分子为双原子分子，如氮、氧等分子。化合物是由不同元素组成的分子，为数最多。&&&&最早提出比较确切的分子概念的化学家是意大利A.阿伏伽德罗，他于1811年发表了分子学说，认为：“原子是参加化学反应的最小质点，分子则是在游离状态下单质或化合物能够独立存在的最小质点。分子是由原子组成的，单质分子由相同元素的原子组成，化合物分子由不同元素的原子组成。在化学变化中，不同物质的分子中各种原子进行重新结合。”&&&&自从阿伏伽德罗提出分子概念以后，在很长的一段时间里，化学家都把分子看成比原子稍大一点的微粒。1920年，德国化学家H.施陶丁格开始对这种小分子一统天下的观点产生怀疑，他的根据是：利用渗透压法测得的橡胶的分子量可以高达10万左右。他在论文中提出了大分子（高分子）的概念，指出天然橡胶不是一种小分子的缔合体，而是具有共价键结构的长链大分子。高分子还具有它本身的特点，例如高分子不像小分子那样有确定不变的分子量，它所采用的是平均分子量。&&&&随着分子概念的发展，化学家对于无机分子的了解也逐步深入，例如氯化钠是以钠离子和氯离子以离子键互相连接起来的一种无限结构，很难确切地指出它的分子中含有多少个钠离子和氯离子，也无法确定其分子量，这种结构还包括金刚石、石墨、石棉、云母等分子。&&&&在研究短寿命分子的方法出现以后，例如用微微秒光谱学研究方法，测得甲基（CH3·）的寿命为10-13秒，不但寿命短，而且很活泼，其原因是甲基的价键是不饱和的，具有单数电子的结构。这种粒子还有CH·、CN·、HO，它们统称为自由基，仅具有一定程度的稳定性，很容易发生化学反应，由此可见自由基也具有分子的特征，所以把自由基归入分子的范畴。还有一种分子在基态时不稳定，但在激发态时却是稳定的，这种分子被称为准分子。从分子水平上研究各种自然现象的科学称为分子科学，例如动物学、遗传学、植物学、生理学等正在掌握各种形式的不同种类分子的性能和结构，由分子的性能和结构设计出具有给定性能的分子，这就是所谓分子设计。在化学变化中，分子会改变，而原子不会改变。&&&&分子-高分子介绍 &&&&&&&模拟一条高分子链&
&&&&高分子又称高分子聚合物，高分子是由分子量很大的长链分子所组成，高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万。 而每个分子链都是由共价键联合的成百上千的一种或多种小分子构造而成。高分子的分类有多种，按来源可分为 天然高分子、天然高分子衍生物、合成高分子三大类；根据用途则可分为合成树脂和塑料、合成橡胶、合成纤维等；按热行为可分为热塑性和热固性聚合物；按主链结构可分为碳链、杂链、和元素有机三类；另外根据工业产量和价格还可分为通用高分子、中间高分子、工程塑料以及特种高分子等等。&&&&&高分子组成：一个大分子往往由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成。合成聚合物的原料称为单体，通过聚合反应，单体才转变成大分子的结构单元。由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物，由两种以上单体共聚而成的聚合物则称为均聚物。&&&&特点： 高分子与低分子化合物相比较，分子量非常高。由于这一突出特点，聚合物显示出了特有的性能，表现为“三高一低一消失”。既是：高分子量、高弹性、高黏度、结晶度低、无气态。因此这些特点也赋予了高分子材料（如复合材料、橡胶等）高强度、高韧性、高弹性等特点。&&&&高分子类型：高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时，叫线型高分子。这种高分子在加热时可以熔融，在适当的溶剂 中可以溶解。&&&&&高分子化合物中的原子连接成线状并带有较长分支时，叫支链型高分子。这种高分子也可在加热时熔融，也可在适当的溶剂中溶解。&&&&如果高分子化合物中的原子连接成网状时，则叫网状高分子，这种高分子由于一般都不是平面 结构而是立体结构，所以也叫体型高分子。体型高分子加热时不能熔融，只能变软和弹性增大；不能在任何溶剂中溶解，只能在某些适当的溶剂中溶胀。&&&&&分子-分子的运动 &&&&&&&分子运动演示仪&
&&&&分子的存在形式可以为气态、液态或固态。分子除具有平移运动外，还存在着分子的转动和分子内原子的各种类型的振动。分子内部的振动和转动的幅度，比气体和液体中分子的平动和转动幅度小得多，分子的这种内部运动，并不会破坏分子的固有特性。通常所说的分子结构，是这些原子处在平衡位置时的结构。分子的内部运动，决定分子光谱的性质，因而利用分子光谱，可以研究分子内部运动情况。&&&&分子的构型和构象相同成分的分子中,若原子的排列次序和排列方式不同,可形成不同的分子。例如C2H6O分子可以排列为乙醇分子，也可以排列为二甲醚分子，它们的结构式所示分子的结构式反映分子内部原子的排列次序。组成分子的成分相同，而排列次序不同，形成两种或两种以上的分子,这种现象称为同分异构现象，这些成分相同结构不同的分子称为同分异构体。&&&&分子的结构式一般只反映分子中原子的连接次序，而决定分子形状的键长和键角的数值，需要通过实验测定。反映分子中原子在空间的排列次序与分布称为分子的构型。分子中原子间的化学键长与键角则称为立体构型参数。&&&&对有些分子，当它的构型确定时，分子的形状大小也就确定了，例如水分子、甲烷分子、苯分子等。有些分子在一定的构型条件下，分子的形状还会随原子的相对位置而改变。例如乙烷(C2H6)分子在相同的连接次序及双原子分子纯转动光谱相同的键长键角数据下,还可以有交叉式(图3之a)和重叠式(图3之b)两种不同形状，这种情况称为分子的构象。不同构象的分子，能量有一定差别，它们的对称性亦不同，对于乙烷分子，常温下交叉式的构象比较稳定。&&&&分子-分子常数&&&&&&&&分子&&&&&在一定状态下，分子的形状和大小、结构和性质都是一定的。研究分子的力学性质、热学性质、电学性质以及分子光谱等实验数据，可以获得分子的平均运动速度、碰撞频率、分子直径（按球体直径计算）、电离电位（即中性分子最低能态和离子的最低能态的能量差）、离解能（即分子最低能态分解为原子基态的能量差）、核间距离（即键长）、分子振动的力常数、偶极矩等物理量，还可以给出描述分子振动和转动状态的物理量数据。这些数据统称为分子常数，是描述分子结构和物理性质的重要数据。具体数值，见双原子分子纯转动光谱。&&&&分子质量原子通过化学键结合成分子,分子有确定的质量。分子的质量与12C原子质量的1/12之比叫做分子量。通常的碳元素由12C、13C、14C组成，因此碳的原子量为12.011。氢的原子量为1.088,氧的原子量为15.999，而乙醇(C2H6O)的分子量为2×12.011＋6×1.088＋1×15.999=46.069克。0.012千克的12C含12C原子6.^23个，称它为1摩尔（或1克原子）；同理,46.069克的乙醇含有同样数目的乙醇分子，称为1摩尔(或1克分子)的乙醇。&&&&通常把分子量大于10000的分子称为高分子，当然这个界限并不是绝对的。分子量大到一定的程度，分子会出现一些特有的性质。高分子在工业上和生物化学上十分重要，例如塑料、橡胶、油漆、木材、蛋白质、核酸、多糖等等都是高分子材料。&&&&分子的分子量可通过实验测定。测定分子量的方法很多，其中以质谱法最优越，现代的高分辨质谱仪测量分子量的精度可高于质量数的万分之一。其他如气体状态法，可测定气体分子的分子量，X射线衍射法可测量晶体的分子量，溶液渗透压法主要应用于测定高分子的分子量等。&&&&分子-分子的寿命&&&&&&&&分子&&&&&处于基态的分子在光、热、电等形式能量的作用下，可能改变结构，形成受激态（或称激发态）分子。受激态分子存在的时间往往很短，有的寿命只有微秒数量级或更短，故又称为准分子。利用闪光光解和分子光谱等实验，已对若干准分子的寿命、结构以及其他分子常数等进行过研究。&&&&从射电天文学和分子光谱学的研究得知，星际之间存在许多分子,如OH、CN、SiO、CS、HCN、SO、CH、N2H、NS、HCO等，这些分子在地球上是极不稳定的,但却能稳定地存在于星际空间，这是因为它们处于分子极为稀薄的天空之中，在不受其他分子干扰的状态下，可以长期存在。&&&&分子-其它方面 &&&&&&&分子&&&&&分子是独立存在而保持物质化学性质的最小粒子。分子有一定的大小和质量；分子间有一定的间隔；分子在不停的运动；分子间有一定的作用力。&&&&同种分子性质相同，不同种分子性质不同。最小的分子是氢分子，其相对分子质量为２，大的分子其相对分子质量可高达几百万以上。相对分子质量在数千以上的分子叫做高分子。&&&&补充内容
&&&&一滴水是由(22个0)个分子组成的,分子在光学显微镜下是看不见的。固体中分子间的间距较小，液体中分子间的距离比固体中分子间的距离大，气体中分子间的距离最大。&&&&在化学变化中分子是能单独存在、并保持由分子构成的物质的化学性质的最小粒子。一个分子是由多个原子在共价键中透过共享电子连接一起而形成。它可以由相同化学元素的原子组成，如氧气O2；也可以是不同的元素，如水分子H2O。抽象地，一个单一原子也可当作是一分子（单原子分子），但在实际使用时，“分子”指的通常是多个原子的化学化合物。&&&&原子在某一元素的分子内的数目叫作该元素的原子数。在气体元素中，氢（H2）、氮（N2）、氧（O2）、氟（F2）和氯（Cl2）的原子数是2。稀有气体（如氩Ar）是1。固体元素中，黄磷（P4）原子数是4，硫（S8）的是8。所以，氩（Ar）是单原子，氧气（O2）是双原子的，臭氧（O3）则是三原子的。&&&&由分子组成的物质叫分子化合物。大部分的分子太细小，无法用肉眼看见，但也有例外，如DNA,ANA——高分子化合物的一种。
&&&&实验式：分子的一个特征就是组成化合物的元素比例总是整数。例如，纯水中氢和氧的比例总是2:1，乙醇中碳、氢、和氧总是以2:6:1的比例组合。利用各种元素的比例和化学符号就可以组成分子的实验式。但是单凭实验式是无法决定分子的类别——如乙烯的实验式就与丙烯一样（同是CH2），尽管这两个分子的原子数或质量都不同。&&&&化学式：要反映分子中各种原子的真实数量，就要利用化学式。例如乙烯和丙烯的化学式分别为C2H4和C3H6。但化学式相同并不代表两个分子是一样的物质，因为分子中原子的排列和组合，亦即分子的结构，也是决定分子性质的要素。同样的原子但排列不同的分子叫同分异构体。同分异构体有同一化学公式但因不同结构的关系有不同的特质。立体异构体是一种特别的异构体，它们可以有很相似的物理及化学性质，而同时有十分不同的生物化学性质。&&&&由量子力学的定律的演算，分子有固定的平衡几何状态——键的长度和之间的角度。纯物质都是由相同几何结构的分子组合而成的。分子的化学式和结构是决定它的特质，尤其是它的化学活性的两要素。
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&&&&原子(atom)构成化学元素的基本单元和化学变化中的最小微粒，即不能用化学变化再分的微粒。原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成，原子核非常小，它的体积约为整个原子体积的10-15，但原子质量的 99.95％以上都集中在原子核内。质量很小的电 子在原子核外的空间绕核作有规 律的高速运动，原子核和核外电子相互吸引，组成中性的原子。在科学昌盛的20世纪，科学家已经能够利用场发射显微镜直接观察到原子图像，这是证明原子存在的最有力的证据。
&&&&原子-概述&
&&&&原子近代原子概念是在1803年由英国J.道尔顿提出的，主要内容有3点：&&&&1.一切化学元素都是由不能再分割、不能毁灭的微粒组成的，这种微粒称为原子。&&&&2.同一种元素的原子的性质和 质量都相同 ， 不同元素的原子的性质和质 量都不同。&&&&3.两种不同元素的化合作用是一种元素的一定数目的原子与另一种元素的一定数目的原子结合而形成化合物的各个分子。&&&&自从放射性元素发现以后，原子是可以蜕变和分裂的，因此，道尔顿关于原子不可分割的说法应该加以修正，只能说在普通的化学反应中，原子不可分。同位素的发现也改变了同一种元素的原子的性质和重量都相同的说法，因为同一种元素的各种同位素的质量是不同的。1913年英国 H.G.J. 莫塞莱提出原子序数概念，指出同一种元素的各原子的质量可能不等，由此可见，一种元素所有的原子的基本特征仍是原子序数。&&&&原子-特点&
&&&&&&&原子，是化学元素最小组成单元，是组成分子和物质的基本单元，它具有该元素的化学性质。原子由带正电荷的原子核和在原子核的库仑场中运动的带负电的电子组成。核电荷数或原子序数Z，是组成原子核的质子数。原子是非常微小的粒子。假设原子是球体的话，典型原子的直径大约是10-8厘米， 质量大约是10-23克。原子的概念最初是由英国化学家约翰?道尔顿提出的。1803年他发表“原子说”，提出所有物质都是由原子构成。&&&&原子-构成&
&&&&&&&原子的中心是一个微小的由核子(质子和中子)组成的原子核，占据了整个原子的绝大部分质量。原子核中的质子和中子紧密地堆在一起，因此原子核的密度很大。质子和中子的质量大至相等，中子略高一些。质子带正电荷，中子不带电荷，是电中性的。所以整个原子核是带正电荷的。原子核即使和原子相比，还是非常细小的——比原子要小100,000倍。原子的大小主要是由最外电子层的大小所决定的。如有原子是一个足球场，那原子核就是场中央的一颗绿豆。所以原子几乎是空的，被电子占据著。&&&&原子-性质
&&&&放射性衰变是某些原子核（如铀、钍、镭-226、钾-40等）固有的核特征电子是带负电荷的。它们远比质子和中子轻，质量只有质子的约1/1836。它们高速地围著原子核运转。电子围绕原子核的轨道并不都一样。&&&&在一颗电中性的原子中，质子和电子的数目是一样的。另一方面，中子的数目不一定等于质子的数目。带电荷的原子叫离子。电子数目比质子小的原子带正电荷，叫阳离子。相反的原子带负电荷，叫阴离子。金属元素最外层电子一般小于四个，在反应中易失去电子，趋向达到稳定的结构，成为阳离子，非金属元素最外层电子一般多于四个，在化学反应中易得到电子，趋向达到稳定的结构，成为阴离子。&&&&原子序决定了该原子是那个族或那类元素。例如，碳原子是那些有6颗质子的原子。所有相同原子序的原子在很多物理性质都是一样的，所显示的化学反应都一样。质子和中子数目的总和叫质量数。&&&&只有94种原子是天然存在的每种原子都有一个名称，每个名称都有一个缩写。俄国化学家门捷列夫根据不同原子的化学性质将它们排列在一张表中，这就是元素周期表。为纪念门捷列夫，第101号元素被命名为钔。首11种原子（或元素）依次为氢、氦、锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖 和 钠。它们的简写是H、He、Li、Be、B、C、N、O、F、Ne、Na。&&&&原子-发展史&
&&&&德谟克列特原子结构发展史&&&&前400年，希腊哲学家德谟克列特提出原子的概念。&&&&&1803年，英国物理学家约翰?道尔顿提出原子说。&&&&&1833年，英国物理学家法拉第提出法拉第电解定律，表明原子带电，且电可能以不连续的粒子存在。&&&&&1874年，司通内建议电解过程被交换的 粒子叫做电子。&&&&1879年，克鲁克斯从放电管(高电压低气压的真空管)中发现阴极射线。&&&&1886年，哥德斯坦从放电管中发现阳极射线。&
&&&&1897年，英国物理学家汤姆生证实阴极射线即阴极材料上释放出的高速电子流,并测量出电子的荷质比为：
e/m=1. 库仑/克。&
&&&&1909年，美国物理学家密立根的油滴实验测出电子之带电量,并强化了“电子是粒子”的概念。&&&&&α粒子散射实验1911年，英国物理学家卢瑟福的α粒子散射实验，发现原子有核，且原子核带正电、质量极大、体积很小。其条利用(粒子(即氦核)来撞击金箔，发现大部分(99.9％)粒子直穿金箔，其中少数成大角度偏折，甚至极少数被反向折回(十万分之一)。&&&&1913年，英国物理学家莫塞莱分析了元素的X射线标识谱，建立原子序数的概念。&&&&&1913年，汤姆生之质谱仪测量质量数 , 并发现同位素。&&&&1919年，拉塞褔发现质子。其利用α粒子撞击氮原子核与发现质子，接著又用α粒子撞击棚 (B) 、氟 (F) 、铝 &、磷 (P) 核等也都能产生质子,故推论“质子”为元素之原子核共有成分。&&&&1932年，英国物理学家乍得威克利用α粒子撞击铍原子核，发现了中子。&&&&1935年，日本物理学家汤川秀树建立了介子理论。&&&&原子-历史及意义
&&&&物理学家——道尔顿道尔顿提出原子论，标志着近代化学发展的开始。因为化学作为一门重要的自然科学，它所要说明的现象本质正是原子的化合与化分。道尔顿的学说已抓住了这一核心和本质，主张用原子的化合与化分来说明各种化学现象和化学定律间的内在联系。因此无论从广度和深度上说都是更加超过了燃烧的氧化学说。&&&&要了解道尔顿的原子学说的提出，要溯源至古希腊时期的原子学说。古希腊的哲学家留基伯首先提出了关于原子的学说，后经他的学生德谟克利特的进一步 发展，形成了欧洲最早的朴素唯物主义的原子论，德谟克利特认为：宇宙万物是由世界上最微小的、坚硬的、不可入、不可分的物质粒子构成的，他将这种粒叫作“原子”。他认为，原子在性质上相同，但在形状大小上却是多种多样的。万物之所以不同，就是由于万物本身的原子在数目、形状和排列上各有不同，就是由于万物本身的原子在数目、形状和排列上各有所不同。并且认为，原子总在不断运动，运动是原子本身所因有的性质。无数的原子在空间中不断运动、互相碰撞而形成世界及其中的事物。月、日、星辰是由原子构成的，甚至人的灵魂也是由原子构成的。由此可见，德谟克利特的原子论论证了世界的物质性，对自然界的本质提出了大胆而有创造性的臆测，比较深刻地说明了物质结构，肯定了运动是物质的属性，因而具有重要的意义。&&&&原子-现状
&&&&红超巨星的剖面图显示出核合成和元素的形成核合成&&&&稳定的质子和电子在大爆炸后的一秒钟内出现。在接下来的三分钟之内，太初核合成产生了宇宙中大部分的氦、锂和氘，有可能也产生了一些铍和硼。在理论上，最初的原子（有束缚的电子）是在大爆炸后大约380,000 年产生的，这个时代称为重新结合，在这时宇宙已经冷却到足以使电子与原子核结合了.自从那时候开始，原子核就开始在恒星中通过核聚变的过程结合，产生直到铁的元素。&&&&地球&&&&大部分组成地球及其居民的原子，都是在太阳系刚形成的时候就已经存在了。还有一部分的原子是核衰变的结果，它们的相对比例可以用来通过放射性定年法决定地球的年龄。大部分地壳中的氦都是α衰变的产物.&&&&地球上有很少的原子既不是在一开始就存在的，也不是放射性衰变的结果。碳-14是大气中的宇宙射线所产生的。有些地球上的原子是核反应堆或核爆炸的产物，要么是特意制造的，要么是副产物。在所有超铀元素──原子序数大于92的元素中，只有钚和镎在地球中自然出现。&&&&理论形式&&&&虽然原子序数大于82（铅）的元素已经知道是放射性的，但是对于原子序数大于103的元素，提出了“稳定岛”的概念。在这些超重元素中，可能有一个原子核相对来说比其它原子核稳定。最有可能的稳定超重元素是Ubh，它有126 个质子和184 个中子。&&&&每一个粒子都有一个对应的反物质粒子，电荷相反。因此，正电子就是带有正电荷的反电子，反质子就是与质子对等，但带有负电荷的粒子。不知道什么原因，在宇宙中反物质是非常稀少的，因此在自然界中没有发现任何反原子。然而，1996年，在日内瓦的欧洲核子研究中心，首次合成了反氢──氢的反物质。&&&&把原子中的质子、中子或电子用相等电荷的其它粒子代替，可以形成奇异原子。例如，可以把电子用质量更大的渺子代替，形成渺子原子。这些类型的原子可以用来测试物理学的基本预言。
中国科学家发现：常温常压下固体中存在流动现象
&&&天津大学材料学院高后秀教授经过十余年研究，首次发现一种奇特的现象：在常温常压下，固体中存在着类似于液体流动的天然非线性振荡现象。
　　今天在此间举行的“固体‘类流态’的机理及其应用研究”鉴定会上，专家们一致认为，这一新现象的发现，使人们对物质世界的认识更深了一步。该项研究成果已达到国际领
　　一九八九年，高后秀教授在实验中偶然观察到：在固态合金中有一种奇特的振荡现象，这种振荡在某些微区表现出明显的流动特性，有的象节日夜空的礼花，时隐时现；有的象变化的小泡，时而收缩、膨胀、破裂。最有意思的是，在振荡过程中还伴随着表面晶体的旋转，有一个V形的晶体竟奇迹般地旋转了六十四度。
　　本着严谨的科学态度，高教授等人多年来对这一现象进行了深入的观察、研究。他们先后在铜、铝、各种钢、合金铸铁、复合材料、天然雨花石、水晶、大理石等固体材料中，均观察到了这一振荡现象。经采用原子力显微镜、X射线衍射、透射电镜、膨胀实验等方法进行观测，证实了这种现象的存在。
　　在研究过程中还发现，根据非线性动力学的无标度理论，固体类流态“胞”区的天然破裂过程与地壳板块岩石的破裂过程在物理机制和表现形式上具有相似性。据此，地震部门曾对一九九五年至一九九七年华北、四川和新疆等地区的地震活动进行了成功的预测。
　　专家认为，这一研究成果不仅为地震的预测和孕震机理的研究提供了新的途径，也为非线性和复杂性研究提供了物理实验的范例，为材料设计提供了新的方法。
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 转自道法自然的博客
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