原子(atom)指化學(xué)反應(yīng)不可再分的基本微粒，原子在化學(xué)反應(yīng)中不可分割。但在物理狀態(tài)中可以分割。原子由原子核和繞核運動的電子組成。原子構(gòu)成一般物質(zhì)的最小單位，稱為元素。已知的元素有119種。

如果將原子置于顯微鏡下進行觀測是無效的，即使是最強大的聚光顯微鏡也無法看見單個原子，因為原子比可見光波長還小，以至于二者無法相互作用。但是原子會對一些人們可以看見的物體產(chǎn)生可觀測的效應(yīng)。

1785年，荷蘭科學(xué)家簡·英格豪斯對一個無法理解的奇怪現(xiàn)象進行了研究：在實驗室一些微小的煤塵粒子在酒精表面四處亂飛。

1827年，蘇格蘭生態(tài)學(xué)家羅伯特·布朗也描述了相似的現(xiàn)象。當他移動顯微鏡觀察花粉粒時發(fā)現(xiàn)，一些花粉粒釋放出隨機四處散開的微小粒子。布朗在開始時猜測這些粒子可能是某種未知的微生物，為此他使用其他無機物質(zhì)進行重復(fù)了試驗，其結(jié)果還是觀察到了同樣的奇怪運動。

科學(xué)家們?yōu)榱私忾_這種現(xiàn)象之謎，耗費了一個多世紀，直到愛因斯坦研究出的數(shù)學(xué)公式實現(xiàn)了對這種名為“布朗運動”的預(yù)測。

愛因斯坦的理論是：花粉粒產(chǎn)生的粒子之所以不停地做無規(guī)則運動，是因為它們不斷與數(shù)百萬個更微小的水分子發(fā)生碰撞，而分子是由原子組成的。

倫敦科學(xué)博物館館長哈里·克利夫解釋說：“愛因斯坦對這一運動的解釋是，這些塵埃粒子受到單個水分子的碰撞后產(chǎn)生了運動?！?/p>

1908年，由計算驗證的觀測實驗確證了原子的真實存在。在之后的10年間物理學(xué)家們進行了更深層次的研究，他們通過分離單個原子了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

如今物理學(xué)家已經(jīng)知道原子不是一個堅固的小球，而是應(yīng)該被看成微小帶電的“行星”系統(tǒng)，主要由三部分組成：質(zhì)子、中子和電子。質(zhì)子和中子在一起形成一個“太陽”，即原子核，周圍有像行星的電子環(huán)繞運動。

1、道爾頓模型

1803年道爾頓是第一個嘗試用原子的概念去解釋不同元素間為什么總是呈整數(shù)倍反應(yīng)的人，同時他也是世界上第一個提出原子理論模型的人，因此在世界上他享有“近代化學(xué)之父”的美譽。

而他所提出的定律也被后人稱為倍比定律，他所提出的理論主要有以下幾點：①在原子中同種元素它們的性質(zhì)和質(zhì)量都一樣，對于不同元素的原子，其差別在于質(zhì)量的不同。②原子作為在化學(xué)變化中的最小單位，較多學(xué)生都會有一個錯誤的觀念。那就是在化學(xué)反應(yīng)中，原子會被再次創(chuàng)造出來，也會在反應(yīng)中消失，實際上原子只是重新排列了而已。

2、葡萄干布丁模型

葡萄干布丁模型或者是棗糕模型，這是由湯姆生所提出的，棗糕模型的提出代表著世界上第一個存在著亞原子結(jié)構(gòu)的原子模型的誕生。

湯姆生認為：①在原子中正電荷的分布式均勻的像流體一樣，其電子就像葡萄干一樣均勻的散布里面，這種均勻如流體樣的排列方式會使正、負電荷相互抵消。②在受到來自外界的刺激時，電子便會主動離開原子，從而產(chǎn)生陰極射線。

3、土星模型和行星模型

在湯姆生提出葡萄干布丁模型后，同年日本科學(xué)家便在此基礎(chǔ)上提出了土星模型，不過土星模型認為電子排列方式不均勻，其分布主要集中于原子核外圍的一個固定軌道上。

行星模型的提出者為盧瑟福，行星模式的提出是以電磁學(xué)為理論基礎(chǔ)，其中主要內(nèi)容為：①原子的大部分體積是空的。②正電荷所處在地方為原子核內(nèi)，且質(zhì)量的百分之九十以上都均集中在原子核內(nèi)部。但因后來科學(xué)的證明，行星模型是不存在的。

4、玻爾的原子模型

盧瑟福的學(xué)生玻爾為了解釋氫原子線狀光譜現(xiàn)象，便將普朗克的量子論和愛因斯坦的光子概念相結(jié)合，同時以行星模型作為基礎(chǔ)，從而提出了新的模型，即位于核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型(玻爾原子結(jié)構(gòu)模型)。

玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的基本觀點是：①在半徑確定的圓周軌道上電子繞原子核運動時，這一過程并不會產(chǎn)生輻射能量。②光譜的形成必須是將輻射或吸收的能量以光的形式記錄下來，而這一形式只能是當電子從一個軌道躍遷到另一個軌道是才會發(fā)生，否則便不會輻射或吸收能量。

質(zhì)子：質(zhì)子由兩個上、下兩個夸克組成，其中帶正電荷的質(zhì)子其部分質(zhì)量可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為原子結(jié)合能。

中子：在原子的亞原子粒子中，中子是最大的。自由中子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的40倍。中子由一個上、下兩個夸克組成，而這兩種夸克一正一負，因此電荷就會相互抵消，所以中子不顯電性(但不是不帶電)。對于某種特定的元素而言，中子數(shù)不是固定的，是可以變化的。

原子核：原子核種存在一種力，即核力，核力會將質(zhì)子和中子緊緊束縛在一起。核力含有的電力遠遠超過靜電力，因此在一定范圍內(nèi)，核力會克服帶正電的質(zhì)子間的相互排斥。

結(jié)合能：核子從原子核分離的過程中會消耗能量，而所消耗便被稱為結(jié)合能。計算方式為：結(jié)合能=(原子核內(nèi)所有質(zhì)子+中子的靜止質(zhì)量和-原子核靜止質(zhì)量)×2光速。

放射性：放射性具有周期性，因此有盛有衰，而衰變方式我們可以將其分為三種：

①α衰變：原子核每釋放一個α粒子，就有兩個質(zhì)子和中子的氦原子核被釋放。其衰變結(jié)果就是產(chǎn)生比一個原子序數(shù)較低的新元素。

②β衰變：是原子間弱相互作用的結(jié)果，在這一過程中一個中子會轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子或者與之相反的轉(zhuǎn)換。但前者釋放的是一個電子和反中微子，后者則釋放一個正電子和中微子。因此學(xué)術(shù)界將在這個過程中所釋放的電子或者是正電子叫做β粒子。所以，隨著β的衰變，原子的原子序數(shù)也會隨之增加或減少。

③γ衰變：要在釋放了α粒子或β粒子后才會發(fā)生，產(chǎn)生原因是因原子核在降低能級時所釋放的電磁波輻射。

磁矩：即一個原子在運動時所產(chǎn)生的磁場，一個原子的磁矩是由不同的運動來決定的，所以當電子的數(shù)量為雙數(shù)時，其旋轉(zhuǎn)方式就是一個朝上而另外一個朝下。不過需要注意的是旋轉(zhuǎn)基礎(chǔ)為自旋，通常這種自旋的方式會讓它們所產(chǎn)生的磁場相互抵消。

相對原子質(zhì)量是指以一個碳-12原子質(zhì)量的1/12作為標準，任何一種原子的平均原子質(zhì)量跟一個碳-12原子質(zhì)量的1/12的比值，稱為該原子的相對原子質(zhì)量。

公式：相對原子質(zhì)量=一個該原子的的質(zhì)量/一個碳12原子的十二分之一。

注：一種元素有多種原子，元素的相對原子質(zhì)量是多種原子相對原子質(zhì)量的平均值(一般根據(jù)豐度來計算)比如氯元素的相對原子質(zhì)量35.5。是按照Cl-35占75%Cl-37占25%，算出平均值35×75%+37×25%=35.5。

1、原子物理學(xué)的研究方法

物理學(xué)是一門實驗科學(xué)，原子的結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律都是由物理學(xué)實驗得到的。例如，粒子(Q粒子、電子等)與原子之間的散射實驗證實了原子的核式結(jié)構(gòu)，光譜學(xué)實驗證實了電子的自旋等。下面的進程簡單地概括了原子物理中的重要實驗以及這些實驗對原子物理學(xué)發(fā)展的重要作用。

[化學(xué)實驗]→原子→[陰極射線偏轉(zhuǎn)實驗]→原子中包含電子→[a粒子散射實驗]→原子具有核式結(jié)構(gòu)→[光譜學(xué)實驗，電子、原子碰撞實驗，高能物理實驗]→原子中存在分立能級、核外電子具有軌道角動量和自旋角動量;原子核中包含質(zhì)子、中子，其他基本粒子……

2、原子是微觀體系

實驗研究表明，原子內(nèi)部的運動規(guī)律不能用經(jīng)典物理學(xué)即牛頓物理學(xué)的規(guī)律描述，因而對于原子這樣的微觀體系，逐步建立了量子物理學(xué)。量子理論的基礎(chǔ)就是物質(zhì)的波粒二象性，波粒二象性是無法納入牛頓物理學(xué)的范疇的，而且這一特性也與人們?nèi)粘５慕?jīng)驗相去甚遠，所以，量子物理學(xué)是一個全新的理論體系。

量子力學(xué)在原子、原子核這樣的微觀體系中的應(yīng)用獲得了極大的成功，在不到一百年的時問里，量子力學(xué)的成果不僅改變了人們對世界的認識，更是極大地改變了世界的格局、社會的結(jié)構(gòu)和人們的生活方式。

基于量子力學(xué)所建立起來的固體物理學(xué)，導(dǎo)致了大量新材料的發(fā)現(xiàn)，其中半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)及其性能的改進，為高集成度的大規(guī)模電路提供了優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ);量子力學(xué)的另一成果——激光技術(shù)，又為集成電路的制備提供了技術(shù)支持。

由此發(fā)展起來的微型計算機已經(jīng)深入到了社會的各個領(lǐng)域，促進了各方面的進步。還有，對原子核的研究，使得核能的開發(fā)和利用成為現(xiàn)實，為人類社會的持續(xù)發(fā)展提供了保障，如果說剛剛過去的20世紀是社會進步最巨大的時期，那么在這樣一個偉大的時期，量子力學(xué)所起的作用是無法替代的，物理學(xué)家用全新的思想和先進的技術(shù)，改變了我們的社會。

有關(guān)原子物理學(xué)的內(nèi)容，被稱為“近代物理學(xué)”(modern physics)。

3、原子是一種物理模型

物理學(xué)中，為了概括事物的本質(zhì)和特征，需要建立研究對象的模型。所謂模型，就是模擬真實的一種形象化的構(gòu)型。

質(zhì)點、原子、電子等等，都是對真實的模擬。有了模型，就可以對研究對象的特征進行描述、加以數(shù)學(xué)上的分析和推導(dǎo)，從而很容易得出新的結(jié)論。所得到的結(jié)論同實驗上的結(jié)果進行對比，如果一致，說明下圖原子是一種正確的物理模型，即“自洽”，否則，就要對模型進行修正，例如，光學(xué)的發(fā)展過程正體現(xiàn)了這一特點。

從“光線”模型，到“光波”模型，再到“光子”模型，對光的認識越來越深入，對光的描述越來越準確。所以說，新模型的建立，標志著新理論的建立，模型不斷被修正，標志著物理學(xué)不斷發(fā)展、前進。原子也是這樣，雖然直到目前，人們還無法借助最先進的設(shè)備直接“看到”原子的面目，但是，盧瑟福的散射實驗卻能夠證明，只有這種核式模型(上圖)才能與實驗結(jié)果相一致。

通過對物理學(xué)發(fā)展的思考，我們可以總結(jié)出這樣的結(jié)論：

由物理實驗得到物理現(xiàn)象，由物理現(xiàn)象歸納出物理規(guī)律，由物理規(guī)律抽象出物理模型，在物理模型的基礎(chǔ)上，借助數(shù)學(xué)的邏輯體系，就可以建立物理學(xué)的理論體系。

對于原子這樣的微觀體系，物理模型尤其重要。

原子時(ATI)，以物質(zhì)的原子內(nèi)部發(fā)射的電磁振蕩頻率為基準的時間計量系統(tǒng)。原子時的初始歷元規(guī)定為1958年1月1日世界時0時，秒長定義為銫-133原子基態(tài)的...[查看全部]

人們對原子的認識及對原子結(jié)構(gòu)的探素經(jīng)歷了漫長的過程。

古代哲學(xué)家的原子觀：

公元前5世紀，我國當時著名的哲學(xué)家墨翟提出了“端，體之無序最前者也。”的觀點。墨子的“端”即物質(zhì)的最小單位，有現(xiàn)代原子的意義，意味著他對物質(zhì)的非連續(xù)性的認識。與此同時，希臘哲學(xué)家德漠克利特認為宇宙萬物皆由大量極微小的、硬的、不可穿透的、不可分割的粒子所組成，他稱這些粒子為原子(atom)，“atom”在希臘文中是不可分割的意思。

物質(zhì)是由不可分割的“端”或“atom”構(gòu)成的，這就是古代哲學(xué)家的原子觀，這種觀點只是一種哲學(xué)上的猜想、推理，沒有實驗根據(jù)，因而對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識是朦朧的、幼稚的，還處于萌芽時期。

道爾頓的原子結(jié)構(gòu)模型：

中世紀之后，原子概念受到了不少科學(xué)家的重視。 隨著生產(chǎn)和自然科學(xué)的發(fā)展，原子學(xué)說也得到了發(fā)展。1803年，英國化學(xué)家道爾頓提出了“原子論”學(xué)說，其要點是：

1、元素是由非常微小、不可再分的微粒即原子組成。原子在一切化學(xué)變化中不可再分，并保持自己的獨特性質(zhì)。

2、同一種元素所有原子的質(zhì)量、性質(zhì)都完全相同。不同元素的原子質(zhì)量和性質(zhì)各不相同，原子質(zhì)量是每一種元素的基本特征之一。

3、不同元素化合時，原子以簡單整數(shù)比結(jié)合。和古希臘原子論不同的是道爾頓的原子論和化學(xué)分析相結(jié)合，涉及不同原子的質(zhì)量和化合比例。這一理論不僅為化學(xué)，也為物理學(xué)帶來深遠影響。這種觀點的核心是原子的不可分割性。

湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型：

到世19紀，隨著陰極射線、放射現(xiàn)象、射線的發(fā)現(xiàn)動搖了人們對道爾頓“原子論”的看法。年英國科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，隨著對放射性現(xiàn)象的深人研究，人們終于在20世紀初拋棄了原子不可分割的陳舊觀念。

1898年湯姆生基于對原子內(nèi)一定有帶電微粒存在的認識，提出了原子是個帶正電的球，帶負電荷的電子在原子中好像西瓜籽鑲嵌在西瓜中一樣，原子好似一塊“布滿漿果的松糕

相對原子質(zhì)量(Ar)是以一個碳-12原子質(zhì)量的1/12作為標準，任何一種原子的平均原子質(zhì)量跟一個碳-12原子質(zhì)量的1/12的比值，稱為該原子的相對原子質(zhì)量。

讓我們從道爾頓在18世紀末19世紀初建立的原子論說起。道爾頓根據(jù)他所建立的原子論導(dǎo)出了倍比定律(這時倍比定律與定比定律已經(jīng)形成)，并提出了相對原子質(zhì)量的概念。1803年，他規(guī)定了H的相對原子質(zhì)量為1(雖然他正式發(fā)布他的原子論是在1805年)。

那時人們已經(jīng)知道水中氫氧質(zhì)量比為1:8，道爾頓無從知道水中氫氧原子的比例，他就根據(jù)思維經(jīng)濟原則武斷地決定，水分子是由一個氫原子和一個氧原子構(gòu)成的，所以氧的相對原子質(zhì)量是8，道爾頓是相對原子質(zhì)量測量的開山始祖。

H原子(準確的說是氕)是由1個質(zhì)子和1個電子構(gòu)成的，不含有中子。而其他原子都是既有質(zhì)子也有中子的。中子的靜止質(zhì)量為1.6749547×10^-24g，質(zhì)子的靜止質(zhì)量為1.6726491×10^-24g，中子是比質(zhì)子重的0.138%的，這一部分就能讓那些有很多中子的原子離整數(shù)差得更遠(雖然有質(zhì)量虧損)。

貝采里烏斯，他是第一位把相對原子質(zhì)量測得比較精確的化學(xué)家。他用了近二十年的時間，在極其簡陋的實驗室里測定了大約兩千種化合物的化合量，并據(jù)此在1814～1826年的12年里連續(xù)發(fā)表了三張相對原子質(zhì)量表，所列元素多達49種。

貝采里烏斯還發(fā)現(xiàn)2體積氫氣與1體積氧氣生成2體積水蒸汽(忽略氫鍵影響)，所以他認為水中氫原子數(shù)量是氧原子數(shù)量的2倍。

貝采里烏斯覺得氧形成的化合物比氫形成的化合物要多得多，他采用以氧的相對原子質(zhì)量為100的標準，取代了道爾頓的相對原子質(zhì)量標準。他糾正了很多相對原子質(zhì)量的錯誤，比如O的相對原子質(zhì)量已經(jīng)是H的16倍了，H為6.64，它更符合實驗事實，所以就被廣大化學(xué)家采納了。

1860年，康尼查羅在德國卡爾

原子吸收技術(shù)，也稱原子吸收光譜技術(shù)。是一種定量分析方法，依據(jù)是測元素的基態(tài)原子對其特征輻射線的吸收程度，其特點是靈敏度高，重復(fù)性和選擇性好，操作簡單、迅速，結(jié)果準確可靠?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、冶金、材料、石油、化工、機械、建材、農(nóng)、醫(yī)、環(huán)保等各個部門和領(lǐng)域。

1955年，澳大利亞的沃爾什就首先提出原子吸收應(yīng)用于化學(xué)分析的見解，并在1960年沃爾什和他的同事們設(shè)計和制造出最簡單的原子吸收光譜儀這標志著世界上第一臺原子吸收光譜儀的誕生。

原子吸收光譜儀雖然問世于澳大利亞，但在這里卻沒得到真正的發(fā)展、進步，隨后卻在美國的帕金-埃爾默公司、英國的派氏-尤利甘姆公司、日本的島津制作所和日立制作得到真正的發(fā)展，也正是從這時開始原子吸收分析在元素分析上占有了一席之地。

近幾年原子吸收應(yīng)用越來越廣泛，在許多技術(shù)上也得到突破，并且隨著其他儀器的發(fā)展，給原子吸收與其他技術(shù)聯(lián)用創(chuàng)造了機會，在近幾年其他儀器與原子吸收光譜儀開始聯(lián)用，并在使用過程中取得了喜人的成果，比如FIA-AAS、GC-FAAS、LC-AAS、GC-GFAAS、HPLC-GFAAS等，原子吸收在有機物分析上取得了很大進步，相信，今后原子吸收還會有更大的發(fā)展。

原子吸收光譜法的原理：

蒸汽中待測元素的氣態(tài)基態(tài)原子會吸收從光源發(fā)出的被測元素的特征輻射線，具有一定選擇性，由輻射減弱的程度求得樣品中被測元素的含量。

當輻射通過原子蒸汽，且輻射頻率等于原子中電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)所需要的能量的頻率時，原子從入射輻射中吸收能量，產(chǎn)生共振吸收。

原子吸收光譜是由于電子在原子基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)之間躍遷產(chǎn)生的。每一種原子的能級結(jié)構(gòu)均是獨特的，故原子有選擇性的吸收輻射頻率。因此，在所有情況下，均可產(chǎn)生反映該種原子結(jié)構(gòu)特征的原子吸收光譜。

原子吸收光譜法的特點：

原子吸收光譜法的優(yōu)點是具有較

原子能又稱“核能”。即原子核發(fā)生變化時釋放的能量，如重核裂變和輕核聚變時所釋放的巨大能量。放射性同位素放出的射線在醫(yī)療衛(wèi)生、食品保鮮等方面的應(yīng)用也是原子能應(yīng)用的重要方面。

原子能是指原子核里的核子——中子或質(zhì)子，重新分配和組合時釋放出來的能量，符合愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2。公式中的E指能量，m指質(zhì)量，c指光速。由于光速十分快，所以僅僅需要一點點的質(zhì)量，就會產(chǎn)生龐大的能量。

原子能目前主要有兩種，聚變能與裂變能。當今的核燃料主要是鈾，1公斤鈾原子核全部裂變釋放出來的能量約等于2700噸標準煤燃燒時所放出的化學(xué)能。

地球上的鈾主要分為鈾-238和鈾-235，占比分別為99.7%和0.3%，鈾的儲量很低，適合開采的總量約為100萬噸，且分布極不均勻。按照世界上目前的消耗來看，幾十年就可以消耗完。但是在海洋這個巨大的寶庫中，含有極為豐富的鈾資源。

據(jù)估算，海洋中含鈾達45億噸，是陸地總儲量的幾千倍，但是海水中的鈾含量是很低的，1000噸的海水中含有3克鈾，也就是說，1千克的鈾，需要處理33萬多噸的海水。值得一提是原子能同石油一樣是不可再生能源，它們的不同在于原子能是清潔能源。

質(zhì)子一類的粒子可以加速到極高能量，因為這些粒子又小又輕。今天，加速一輛車或太空飛船至接近光速還是不可能的事，因為加速一個物體所需能量會隨其質(zhì)量增加。但是從另一個角度說，幾個粒子內(nèi)也蘊含著巨大的能量，這就是原子能。原子能的基礎(chǔ)稱為核能，大小同樣和質(zhì)量有關(guān)，但是和加速一定質(zhì)量物體所需能量的概念完全不同。

德裔美國理論物理學(xué)家愛因斯坦作出過許多革命性的發(fā)現(xiàn)。其中之一就是他最著名的質(zhì)能方程：E=mc2，式中：E表示能量;m表示質(zhì)量，c表示真空中的光速。愛因斯坦的理論認為，物體含有靜止能量，其值可從上述方程得到。

這是一種具有革命性的想法，因為這種能量既不依賴于運動，也和任何

原子能級是指原子系統(tǒng)能量量子化的形象化表示。按照量子力學(xué)理論，可計算出原子系統(tǒng)的能量是量子化的，能量取一系列分立值;能量值取決于一定的量子數(shù)，因此能級用一定的量子數(shù)標記。

1、原子軌道

原子軌道，是原子運動的軌道，還是原子外層電子的運動軌道?從書本中不難發(fā)現(xiàn)，原子軌道實際上就是電子運動軌跡分布情況的簡化描述。那么為什么叫原子軌道，而不稱為電子軌道呢?

首先我們可以形象的理解，是核外電子在與原子核的相互作用下繞核運動，電子的運動規(guī)律與軌道特點是由原子核作用所決定，相當于原子給這些電子地方，讓這些電子在“原子的地盤”上運動，因此稱其為原子軌道

2、原子軌道與能層關(guān)系

在原子世界，除了氫原子和特殊的離子可以為核外單電子結(jié)構(gòu)外，其他的多電子原子的電子分布遵循著“構(gòu)造原理”“泡利原理”“洪特規(guī)則”這三大規(guī)律。其實上面的三大分布規(guī)律，還是基于電子擁有的能量特點。

在化學(xué)中，根據(jù)電子能量的不同，將核外電子所在的軌道分成了不同的能層，并且對于第一、二、三、四、五、六、七……能層，用“K，L，M，N，O，P……”來表示。由于電子的量子化特點，能層對于電子所擁有的能量分布的表示，還是基于一定概率范圍中而言。

對于在同一個能層中的電子，其實際擁有的能量還是有一定波動的，因此我們就在大的能層范疇下，引入了能級概念。

3、能層與原子能級的關(guān)系

能層與能級的關(guān)系是什么?打個比方，能層是樓房的樓層，那么能級就是這些樓層中的樓梯。能級有時也被稱為電子亞層，從名稱上就不難發(fā)現(xiàn)，能級是被定義在能層的下一級，是不同能層下，電子所擁有能量分布更為細化的表示。有以下3個基本結(jié)論：

①軌道能是能層與能級的統(tǒng)稱，單電子體系中，電子能量分布還是遵循能層-能級系統(tǒng);

②在多電子原子中，電子根據(jù)三大規(guī)律，首先分布在不同的能層中，在不同的能層中，電子處在不同的能級上。

③在多電子原子中

化合價也叫原子價，是一種元素的一個原子與其他元素的原子化合時表現(xiàn)出來的性質(zhì)。一般的，化合價的價數(shù)等于每個該原子在化合時得失電子的數(shù)量，即該元素能達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時得失電子的數(shù)量。這往往決定于該元素的電子排布，主要是最外層電子排布，當然還可能涉及到次外層能達到的由亞層組成的亞穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

1852年，弗蘭克蘭在研究金屬有機化合物時提出了化合價的思想：

在研究無機化合物的化學(xué)式時，即使是一位膚淺的觀察者也會對這些化學(xué)式中的普遍對稱產(chǎn)生深刻的印象，特別是氮、磷、銻和砷的化合物，明顯地表現(xiàn)出這些元素形成含有3個或5個其他元素原子的化合物的傾向。正是在這樣的比例中，這些元素的親和力得到最大滿足。于是在三原子的化合物中有NO3、NI3、PO3、PCI3、SbO3、SbH3、SbCl3、AsO3、AsH3、AsCl3等等，在五原子的化合物中有NO5、NH4O、NH4I、PO5、PH4I等。上述元素原子的親和力總是為相同數(shù)目的結(jié)合原子所滿足。

進而，他考察了無機物的組成，認識到金屬有機化合物和無機物在結(jié)合上有共性：前者金屬原子只能與一定數(shù)目的基團相結(jié)合;后者一種元素的原子只能與一定數(shù)目的其他原子相結(jié)合。由此，他提出了化合力概念，揭示了元素化合力與基團化合力之間的聯(lián)系，不僅是親和力概念的發(fā)展，也是化合價概念的先聲。

1854年，奧德林在《論酸和鹽的組成》一文中提出了取代值概念，以元素符號右上角加撇表示氫被其他元素或基取代的關(guān)系，如，F(xiàn)e′′、Fe′′′、Sn′、Sn′′等。

1857年，凱庫勒提出“一元素的原子與另一元素的原子結(jié)合的數(shù)目，決定于組成原子的基數(shù)或親和力數(shù)，如：H、CI、Br、K為一基數(shù)原子;O、S為二基數(shù)原子;N、P、As是三基數(shù)原子;C是四基數(shù)原子，并認為基數(shù)是元素的根本性質(zhì)，不可變更，奠定了化合價概念的基礎(chǔ)。

在化合價的思想和理論形成的初期，

原子時(ATI)，以物質(zhì)的原子內(nèi)部發(fā)射的電磁振蕩頻率為基準的時間計量系統(tǒng)。原子時的初始歷元規(guī)定為1958年1月1日世界時0時，秒長定義為銫-133原子基態(tài)的兩個超精細能級間在零磁場下躍遷輻射9，192，631，770周所持續(xù)的時間。這是一種均勻的時間計量系統(tǒng)。

格林尼治時間以英國首都倫敦市郊格林尼治天文臺命名。1884年華盛頓國際經(jīng)度會議確定格林尼治時間為國際標準時間。

1924年2月5日起，格林尼治天文臺每隔一小時向全球發(fā)布調(diào)時信息。格林尼治時間作為全球通用的時間參考標準已使用120多年。如今，這一以地球自轉(zhuǎn)為依據(jù)的“世界時”可能由以原子振蕩周期為依據(jù)的“原子時”徹底取代。

20世紀70年代一項國際協(xié)議確定世界時和原子時兩種時間計量系統(tǒng)。世界時受地球自轉(zhuǎn)速度減緩影響，有一定誤差;原子時用原子能級躍遷振動頻率計時，1000萬年誤差1秒，相對精準。為協(xié)調(diào)兩種標準，格林尼治天文臺1972年引入閏秒概念，人工干預(yù)原子時，即在地球自轉(zhuǎn)減慢致使世界時多出1秒時，把原子時撥慢1秒。

對普通人而言，快一秒、慢一秒不會影響生活。對授時機構(gòu)、通信、航天、電子等時間精度要求較高的領(lǐng)域而言，調(diào)校時間不是容易的事。例如，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、電信網(wǎng)絡(luò)的時間要調(diào)校精確至毫秒，如何避免誤差成為不小挑戰(zhàn)。

國際電信聯(lián)盟定于明年1月在瑞士日內(nèi)瓦表決是否以原子時替代世界時。如果表決通過，意味著全球時間計量系統(tǒng)不再以地球自轉(zhuǎn)為依據(jù)，僅由原子鐘確定;原子時計量機構(gòu)國際計量局將取代倫敦格林尼治天文臺，成為新任“時間守護者”。

1、國際原子時基本概念

原子時，指的是以原子頻標為基礎(chǔ)建立的時間標準。1967年第十三屆國際計量大會CGPM確定了以銫原子輻射為基礎(chǔ)的秒長定義，即銫133原子基態(tài)的兩個超精細能級間在海平面、零磁場下躍遷輻射9，192，631，770周所持續(xù)的時間為