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原子
,无编辑摘要
{| border=\"1\" cellspacing=\"0\" align=\"right\" cellpadding=\"2\" style=\"margin-left:1em\" width=300
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! bgcolor=gray | 原子
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| align=\"center\" | [[File:Helium atom QM.svg|300px|right|[[氦]]原子基态]]
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| align=\"center\" | <small>氦原子结构示意图。图中灰阶显示对应[[电子|电子]][[电子云|云]]于1s[[原子轨域]]之[[机率密度函数]]的积分强度。而[[原子核]]仅为示意，[[质子]]以粉红色、[[中子]]以紫色表示。事实上，原子核（与其中之[[核子]]的[[波函数|波函数]]）也是球型对称的。（对于更复杂的原子核则非如此）</small>
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! bgcolor=gray | 分类
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| [[元素|化学元素]]可分割的最小单元
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| [[质量]]：|| ≈ 1.67 × 10<sup>-27</sup>至4.52 × 10<sup>-25</sup> kg
| 50 [[皮米|pm]]（H）至520 pm（Cs）
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| [[可观测宇宙]]中的原子总数： || ~10<sup>80</sup> <ref>Matthew Champion, [http://www.madsci.org/posts/archives/oct98/905633072.As.r.html \"Re: How many atoms make up the universe?\"], 1998</ref>
|}
|}
</ref>
在关于[[阴极射线|阴极射线]]的工作中，物理学家约瑟夫·汤姆孙发现了电子以及它的亚原子特性，粉碎了一直以来认为原子不可再分的设想。<ref name=\"nobel1096\">
</ref>汤姆孙认为电子是平均的分布在整个原子上的，就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中，它们的负电荷与那些正电荷相互抵消。这也叫做[[梅子]]布丁模型。
</ref>
中子和质子都是费米子的一种，根据量子力学中的泡利不相容原理，不可能有完全相同的两个费米子同时拥有一样量子[[物理]]态。因此，原子核中的每一个质子都占用不同的能级，中子的情况也与此相同。不过泡利不相容原理并没有禁止一个质子和一个中子拥有相同的量子态。<ref name=\"raymond\"/>
如果一个原子核的质子数和中子数不相同，那么该原子核很容易发生放射性衰变到一个更低的能级，并且使得质子数和中子数更加相近。因此，质子数和中子数相同或很相近的原子更加不容易衰变。然而，当原子序数逐渐增加时，因为质子之间的排斥力增强，需要更多的中子来使整个原子核变的稳定，所以对上述趋势有所影响。因此，当原子序数大于20时，就不能找到一个质子数与中子数相等而又稳定的原子核了。随着Z的增加，中子和质子的比例逐渐趋于1.5。<ref name=\"raymond\"/>
[[File:Wpdms physics proton proton chain 1.svg|right|thumb|200px|核聚变示意图，图中两个质子聚变生成一个包含有一个质子和一个中子的氘原子核，并释放出一个[[正电子|正电子]]（电子的反物质）以及一个电子中微子。]]
对于两个原子序数在铁或镍之前的原子核来说，它们之间的核聚变是一个放热过程，也就是说过程释放的能量大于将它们连在一起的能量。<ref>
</ref>正是因为如此，才确保了恒星中的核聚变能够自我维持。对于更重一些的原子来说，结合能开始减少，也就是说它们的核聚变会是一个吸热过程。因此，这些更重的原子不能够进行产能的核聚变，也就不能够维持恒星的流体静力平衡。<ref name=\"raymond\">
</ref>
这里可以用一些实例来演示原子究竟有多小。一根人的[[头发|头发]]的宽度大约是一百万个原子。<ref>
—describes the width of a human hair as 10<sup>5</sup> nm and 10 carbon atoms as spanning 1 nm.</ref>一滴水则大约有二十[[中文数字|米]]（2×10<sup>21</sup>）个氧原子以及两倍的氢原子。<ref>Padilla ''et al''（2002:32）—\"There are 2,000,000,000,000,000,000,000 (that's 2 sextillion) atoms of oxygen in one drop of water—and twice as many atoms of hydrogen.\"</ref>一克拉钻石重量为2×10<sup>-4</sup>kg，含有约100垓个碳原子。<ref>A carat is 200 milligrams. [[Atomic mass|By definition]], Carbon-12 has 0.012 kg per mole. The Avogadro constant defines 6 atoms per mole.</ref>如果[[苹果]]被放大到地球的大小，那么苹果中的原子大约就有原来苹果那么大了。<ref>Feynman (1995).</ref>
=== 放射性 ===
=== 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。<ref name = \"Manuel_2001\">Manuel (2001:407–430,511–519).</ref><ref>
</ref>大部分地壳中的氦都是α衰变的产物。<ref>
</ref><ref>
</ref>超铀元素的寿命比地球现在的年龄短<ref>Marco (2001:17).</ref>，因此许多这类的元素都早已衰变了，只有微量的钚-244例外<ref name = \"Manuel_2001\"/>。钚和镎的自然矿藏是在铀矿中通过中子俘获产生的。<ref>
</ref>
