Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Nguyên tử”

Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
nKhông có tóm lược sửa đổi
Dòng 29:
'''Nguyên tử''' là đơn vị cơ bản của [[vật chất]] chứa một [[hạt nhân]] ở trung tâm bao quanh bởi [[Obitan nguyên tử|đám mây]] [[điện tích|điện tích âm]] các [[electron]]. [[Hạt nhân nguyên tử]] là dạng gắn kết hỗn hợp giữa các [[proton]] mang điện tích dương và các [[neutron]] trung hòa điện (ngoại trừ trường hợp của nguyên tử [[hiđrô]], với hạt nhân ổn định chỉ chứa một proton duy nhất không có neutron). Electron của nguyên tử liên kết với hạt nhân bởi [[tương tác điện từ]] và tuân theo các nguyên lý của [[cơ học lượng tử]]. Tương tự như vậy, nhóm các nguyên tử liên kết với nhau bởi [[liên kết hóa học]] dựa trên cùng một tương tác này, và tạo nên [[phân tử]]. Một nguyên tử chứa số hạt electron bằng số hạt proton thì trung hòa về điện tích, trong khi số electron nếu nhiều hoặc ít hơn thì nó mang điện tích âm hoặc dương và gọi là [[ion]]. Nguyên tử được [[bảng tuần hoàn|phân loại]] tuân theo số proton và neutron trong hạt nhân của nó: [[nguyên tử số|số proton]] xác định lên [[nguyên tố hóa học]], và [[số neutron]] xác định [[đồng vị]] của nguyên tố đó.<ref name=leigh1990/>
 
Tên gọi nguyên tử hóa học mà nay gọi đơn giản là "nguyên tử" là những đối tượng rất nhỏ với đường kính chỉ khoảng vài phần mười [[nano mét]] và có khối lượng rất nhỏ tỷ lệ với thể tích của nguyên tử. Chúng ta có thể quan sát nguyên tử đơn lẻ bằng các thiết bị như [[kính hiển vi quét chui hầm]]. Trên 99,94% khối lượng nguyên tử tập trung tại hạt nhân,<ref group=ct>Trong trường hợp của hiđrô-1, với 1 electron và 1 proton, khối lượng proton bằng <math>\begin{smallmatrix}\frac{1836}{1837} \approx 0.99946\end{smallmatrix}</math>, hay chiếm tới 99,946% tổng khối lượng nguyên tử. Tất cả những nuclit khác (đồng vị của hiđrô và tất cả nguyên tố khác) có nhiều nucleon hơn electron, do vậy tỉ số khối lượng của hạt nhân gần bằng với 100% đối với mọi loại nguyên tử, nhiều hơn so với hiđrô-1.</ref> với tổng khối lượng proton xấp xỉ bằng tổng khối lượng neutron. Mỗi nguyên tố có ít nhất một đồng vị với hạt nhân không ổn định có thể trải qua quá trình [[phân rã phóng xạ]]. Quá trình này dẫn đến biến đổi hạt nhân làm thay đổi số proton hoặc neutron trong hạt nhân nguyên tử.<ref name=slac_20090615/> [[Electron]] liên kết trong nguyên tử có những mức [[năng lượng]] ổn định rời rạc, hay [[obitan nguyên tử|obitan]], và chúng có thể chuyển dịch giữa 2 mức năng lượng bằng hấp thụ hay phát ra [[photon]] có năng lượng đúng bằng hiệu giữa 2 mức năng lượng này. Các electron có vai trò xác định lên tính chất hóa học của một nguyên tố, và ảnh hưởng mạnh tới tính chất [[từ tính]] của nguyên tử cũng như vật liệu. Những nguyên lý của [[cơ học lượng tử]] đã mô tả thành công các tính chất quan sát thấy của nguyên tử và là nền tảng cho lý thuyết nguyên tử và [[hạt hạ nguyên tử]] ([[Quark|hạt quark]], [[proton]], [[neutron]]...).
 
==Từ nguyên==
Tên [[tiếng Anh]] "atom" xuất phát từ [[tiếng Hy Lạp]] [[wikt:ἄτομος#Ancient Greek|ἄτομος]] (''atomos'', "vô hình") từ ''[[wikt:ἀ-#Ancient Greek|ἀ-]]'' (''a-'', "không") và ''[[wikt:τέμνω#Ancient Greek|τέμνω]]'' (''temnō'', "cắt"),<ref name=liddell_scott_to_cut/> có nghĩa là không cắt được, hoặc vô hình, một thứ không thể chia cắt được.<ref name=liddell_scott_uncuttable/> Khái niệm nguyên tử là thành phần vô hình của vật chất do các nhà triết học Ấn Độ và Hy Lạp đề xuất ra đầu tiên. Trong thế kỷ thứ 18 và 19, các [[nhà hóa học]] nêu ra một cơ sở vật lý cho ý tưởng này bằng cách chỉ ra có những chất không thể bị bẻ gãy bởi phương pháp [[hóa học]], và họ lấy tên gọi từ các nhà triết học cổ đại là ''nguyên tử'' để đặt cho các thực thể hóa học. Trong giai đoạn cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, các [[nhà vật lý]] đã phát hiện ra những thành phần hạ nguyên tử và cấu trúc bên trong nguyên tử, và do vậy chứng minh "nguyên tử" hóa học có thể phân chia được và tên gọi này có thể không miêu tả đúng bản chất của chúng.<ref name=haubold_mathai1998/>{{sfn|Harrison|2003|pp=123–139}} Tuy nhiên, nó đã trở thành một thuật ngữ khoa học hiện đại. Điều này cũng dẫn đến những tranh luận về liệu những nhà triết học cổ đại, những người định nghĩa các vật vô hình và không thể phân chia được có phải là cho những nguyên tử hóa học hiện đại hay là cho những hạt hạ nguyên tử vô hình như [[lepton]] hay [[quark]], hay thậm chí cho những hạt cơ bản hơn mà chưa phát hiện ra.<ref>{{chú thích sách| title = The God Particle: If the Universe is the Answer, What is the Question? | year = 1993| publisher = Houghton Mifflin Company| location=Boston| author = Leon M. Lederman and Dick Teresi|isbn=0-618-71168-6|url=http://books.google.com/books?id=-v84Bp-LNNIC&printsec=frontcover}} Lederman đã đưa ra một thảo luận rất hay về vấn đề này.</ref>
 
==Lịch sử==
Dòng 40:
Khái niệm về vật chất là tổ hợp của những đơn vị rời rạc và không thể chia nhỏ hơn đã xuất hiện từ nhiều [[thiên niên kỷ]], nhưng những khái niệm này thường là những lập luận [[triết học]] và [[trừu tượng]] hơn là dựa trên những quan sát [[thực nghiệm]]. Bản chất của nguyên tử trong triết học thay đổi theo thời gian giữa nhiều [[nền văn minh]] và trường phái cổ đại, đa số có yếu tố tinh thần [[siêu hình học]]. Tuy vậy, khái niệm cơ bản về nguyên tử được các nhà khoa học hàng nghìn năm sau chấp nhận bởi vì nó giải thích một cách đơn giản một số khám phá mới trong lĩnh vực [[hóa học]].{{sfn|Ponomarev|1993|pp=14–15}}
 
[[Tập tin:Democritus.jpg|nhỏ|150px|[[Democritos]] (khoảng 460 - 370 TCN)]]
Các nhà triết học cổ đại [[lịch sử Hy Lạp|Hy Lạp]] và [[lịch sử Ấn Độ|Ấn Độ]] đã nhắc tới khái niệm nguyên tử. Ở Ấn Độ, những trường phái Ājīvika, Jain, và Cārvāka bàn về nguyên tử luận bắt đầu từ thế kỷ thứ 6 trước Công nguyên.{{sfn|McEvilley|2002|p=317}} Hệ thống tư tưởng [[Nyaya]] và [[Vaisheshika]] sau đó phát triển thuyết về nguyên tử khi đề ra cách các nguyên tử kết hợp lại thành thực thể phức tạp hơn.{{sfn|King|1999|pp=105–107}} Ở phương Tây, nguyên tử luận được nhắc đến từ thế kỷ 5 TCN bởi [[Leucippus (nhà triết học)|Leucippus]], và người học trò của ông [[Democritos]] đã tiếp nối và hệ thống hóa lý luận. Khoảng giao đoạn 450 TCN, Democritos đưa ra thuật ngữ ''átomos'' ({{lang-el|ἄτομος}}), có nghĩa là "không thể cắt được" hay "hạt vô hình nhỏ nhất của vật chất". Mặc dù các khái niệm này của các triết gia Ấn Độ và Hy Lạp cổ đại thuần túy dựa vào mặt tinh thần, khoa học hiện đại đã bảo lưu thuật ngữ do Democritos đưa ra.{{sfn|Ponomarev|1993|pp=14–15}}
 
Lý thuyết về những hạt rất nhỏ (Corpuscularianism) do [[nhà giả kim]] Geber nêu ra từ thế kỷ 13XIII,{{sfn|Moran|2005|p=146}} đôi khi có người cho là bởi Paul từ [[Taranto]] nêu ra, đó là mọi vật thể chứa bên trong và những hạt hoặc những tiểu thể rất nhỏ.{{sfn|Levere|2001|p=7}} Chủ nghĩa này giống với nguyên tử luận, ngoại trừ nguyên từ được giả thiết là hạt vô hình, và những hạt về nguyên lý có thể phân chia được. Theo lý thuyết này, ví dụ, người ta cho rằng [[thủy ngân]] có thể thấm vào [[kim loại]] và làm thay đổi cấu trúc bên trong của nó.<ref name=pratt20070928/> Corpuscularianism là lý thuyết nổi bật trong vài trăm năm sau đó.
 
Năm 1661, nhà triết học tự nhiên [[Robert Boyle]] xuất bản cuốn ''The Sceptical Chymist'' trong đó ông lập luận rằng vật chất là tổ hợp của rất nhiều "tiểu thể" hay nguyên tử, hơn là bởi bốn [[yếu tố cơ bản]] là không khí, đất, nước và lửa.{{sfn|Siegfried|2002|pp=42–55}} Trong những năm 1670 lý thuyết về các tiểu thể được [[Isaac Newton]] áp dụng vào lý thuyết các hạt ánh sáng của ông.{{sfn|Levere|2001|p=7}}<ref name=kemerling20020808/>
Dòng 51:
Tiến trình nghiên cứu về nguyên tử không xuất hiện cho tới tận khi ngành khoa học hóa học bắt đầu phát triển. Năm 1789, thương nhân và khoa học gia người Pháp [[Antoine Lavoisier]] khám phá ra [[định luật bảo toàn khối lượng]] và nêu ra ý niệm về [[nguyên tố hóa học|nguyên tố]] là chất cơ bản không thể phân tách bằng những phương pháp hóa học.<ref name=lavoisier_eoc/>
 
Năm 1805, nhà triết học và giảng sư người Anh [[John Dalton]] sử dụng khái niệm nguyên tử nhằm giải thích tại sao các nguyên tố luôn luôn phản ứng theo những tỉ số [[số tự nhiên|tự nhiên]] nhỏ (định luật Dalton) và tại sao có những loại khí hòa tan vào nước tốt hơn những khí khác. Ông đề xuất rằng mỗi nguyên tố chứa những nguyên tử cùng loại, duy nhất, và những nguyên tử này kết hợp với nhau tạo nên các hợp chất hóa học.{{sfn|Wurtz|1881|pp=1–2}}{{sfn|Dalton|1808}} Các nhà lịch sử khoa học coi Dalton là người tiên phong trong [[lý thuyết nguyên tử hiện đại.]]{{sfn|Roscoe|1895|pp=129}}
 
Giả thuyết nguyên tử của Dalton không nêu cụ thể kích thước nguyên tử là bao nhiêu. Theo cảm nhận thông thường chúng phải rất nhỏ, nhưng không ai biết nhỏ bao nhiêu. Do vậy vào năm 1865 nhà hóa học người Áo [[Johann Josef Loschmidt]] đã có bước đột phá khi ông đo được kích cỡ của phân tử trong không khí.<ref>{{Chú thích tạp chí | first = J. | last = Loschmidt | authorlink = Johann Josef Loschmidt | title = Zur Grösse der Luftmoleküle | journal = Sitzungsberichte der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften Wien | volume = 52 | issue = 2 | pages = 395–413 | year =1865 | url = http://books.google.com/books?id=ppEAAAAAYAAJ&pg=PA395#v=onepage&q&f=false}} Bản tiếng Anh: J. Loschmidt (William Porterfield và Walter Kruse chuyển ngữ), [http://www.chemteam.info/Chem-History/Loschmidt-1865.html "On the size of the air molecules,"] ''Journal of Chemical Education'', vol. 72, no. 10, tr. 870-875 (Tháng 10, 1995).</ref>
Dòng 58:
 
[[Tập tin:Mendeleev's 1869 periodic table.png|nhỏ|trái|Bảng tuần hoàn hóa học đầu tiên của [[Dmitri Mendeleev]] (1869)]]
Năm 1869, dựa trên các khám phá trước đó của những nhà khoa học như [[Antoine Lavoisier|Lavoisier,]] nhà hóa học [[người Nga]] [[Dmitri Mendeleev]] lần đầu tiên công bố [[bảng tuần hoàn]] các nguyên tố hóa học.<ref name=pte20071101/> Trên bảng này thể hiện tính chất hóa học một cách tuần hoàn giữa các nguyên tố, ông phát hiện ra tính lặp lại tuần hoàn của các nguyên tố khi sắp xếp chúng theo [[nguyên tử số]].{{sfn|Scerri|2007|pp=10–17}}
 
===Hạt cấu thành và lý thuyết lượng tử===