原子結構
元素
元素是只由一種原子構成的純物質——也就是日常世界裡最簡單的基本積木。黃金裡只有金原子,氧氣裡只有氧原子。讓一種元素區別於另一種的,是一個單一的數字:每個原子中心有多少個質子。氫有1個質子,碳有6個,金有79個,這個數目就是原子永久的「名牌」——一旦改變它,你就換成了另一種元素。
目前已知的元素約有118種,其中大約前94種在自然界中存在,其餘的只能在實驗室裡被製造出來、轉瞬即逝。它們合起來就是一切物質的字母表:你的身體、空氣、海洋和群星,都只是這幾十個「字母」以不同方式拼寫出來的結果。化學家按質子數把它們排進元素週期表,從中浮現的規律會告訴你哪些元素彼此像「表親」。
有一點人們常常忽略:用普通的化學方法,無法把一種元素拆成更簡單的東西。你可以燃燒它、溶解它、讓它發生反應,但每個氧原子始終還是氧。(只有撬開原子核的核反應,才能把一種元素變成另一種。)也別把元素和「水」這樣的化合物搞混——水可以被拆成氫和氧,而這兩者已經到頭、再也拆不下去了。
氫(1個質子)、碳(6個)、氧(8個)、鐵(26個)、金(79個)——道理都一樣,只是每種的質子數不同。
僅憑質子數,就決定了一個原子屬於哪種元素。
「元素」的英文 element 源自拉丁語 elementum,意思是「第一原理」或「基本組成」。兩千年來人們一直以為萬物由四「元素」——土、水、氣、火——構成,直到1789年拉瓦錫把元素重新定義為「化學無法再分解的物質」,才為這個概念奠定了現代基礎。
又稱
另見