什么是原子的稳定结构

什么是原子的稳定结构

原子非常小，以碳（C）原子为例，其直径约为140pm（皮米），但通常以半径记录，在以毫米（mm）为单位的情况下，直径为1.4X10^-7mm，是由位于原子中心的原子核和一些微小的电子组成的，这些电子绕着原子核的中心运动，就像太阳系的行星绕着太阳运行一样。并且原子与宇宙任何黑色粒子相同。　　构成原子的结构粒子之间的数量关系　　①质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）　　②质子数=核电荷数=原子核外电子数=原子序数　　注意：中子决定原子种类（同位素），质量数决定原子的近似相对原子质量，质子数（核电荷数）决定元素种类；原子最外层电子数决定整个原子显不显电性，也决定着主族元素的化学性质。　　从英国化学家和物理学家道尔顿（J.JohnDalton，1766～1844）创立原子学说以后，很长时间内人们都认为原子就像一个小得不能再小的玻璃实心球，里面再也没有什么花样了。　　从1869年德国科学家希托夫发现阴极射线以后，克鲁克斯、赫兹、勒纳、汤姆生等一大批科学家研究了阴极射线，历时二十余年。最终，汤姆生（JosephJohnThomson）发现了电子的存在。通常情况下，原子是不带电的，既然从原子中能跑出比它质量小1700倍的带负电电子来，这说明原子内部还有结构，也说明原子里还存在带正电的东西，它们应和电子所带的负电中和，使原子呈中性。

原子由原子核与核外电子构成。其中原子核又由质子和中子构成，电子在原子内一些特定的稳定的轨道上绕核运动。既然电子在原子核外是分层排布的，那么当有若干个电子时，它们是怎样分布在不同电子层上的？ 我们将电子离核远近把电子层分为第1层、第2层……第7层（或者以k、l、m、n、o、p、q）表示。离核近的电子层能量低，离核远的电子层能量高，第n个电子层最多能容纳的电子数为2n2个（例如第1层最多容纳2*1^2=2个，第2层最多容纳2*2^2=8个）。 根据能量最低原理，电子总是优先占据能量低的电子层（例如c，6个电子其中2个先占据k层，然后4个占据l层）。最外层电子数不能超过8，次外层电子数不能超过18…… 根据洪特规则，当电子层处于全满、全空状态比较稳定（暂时不讨论半满，因为我这里讲的是电子层，而不是spd等轨道）。 以钠原子为例： 它的核外电子排布为k2 l8 m1 最外层要达到全满的稳定结构，要么失去1个电子成为k2 m8，要么得到7个电子成为k2 m8 l8，失去1个电子比得到7个电子容易得多，所以钠原子易失去1个电子。钠原子失去1个电子后电子数比核电荷数（质子数）少1，带1个单位正电荷，成为钠离子（na+）。 以氯原子为例： 它的核外电子排布为k2 l8 m7 最外层要达到全满的稳定结构，要么失去7个电子成为k2 m8，要么得到1个电子成为k2 m8 l8，失去7个电子比得到1个电子困难得多，所以氯原子易得到1个电子。氯原子得到1个电子后电子数比核电荷数（质子数）多1，带1个单位负电荷，成为氯离子（cl-）。 以碳原子为例： 它的核外电子排布为k2 l4 最外层要达到全满的稳定结构，要么失去4个电子成为k2，要么得到4个电子成为k2 m8，失去4个电子比较困难，得到4个电子也比较困难，所以碳原子不易形成离子，而易与其它原子共用电子来达到最外层8电子的稳定结构。 在原子中，1个电子带1个单位负电荷，1个质子带1个单位正电荷，质子数等于核外电子数，所以原子不带电。原子得失电子后会转变成离子：原子得电子带负电，称为阴离子，原子失电子带正电，称为阳离子。离子就是带电的原子或者原子团